01
电池仿真概述
电池模型分类(电化学模型、等效电路模型、数据驱动模型)、仿真工具链介绍(Python+PyBaMM+Simulink)、课程目标与学习路径。
概论工具链
02
电池工作原理
锂离子电池内部结构、充放电化学反应过程、开路电压与荷电状态(SoC)的关系。
电化学SoC
03
Python环境搭建
Anaconda安装、虚拟环境创建、PyBaMM与相关科学计算库安装、IDE选择(VS Code/PyCharm)。
环境PyBaMM
04
PyBaMM基础入门
模型库结构、参数集加载、运行第一个仿真案例(1C恒流放电)。
入门仿真
05
等效电路模型(ECM)理论
Rint模型、Thevenin模型、PNGV模型、DP模型的结构与数学表达。
ECM建模
06
ECM参数辨识
混合脉冲功率特性(HPPC)测试、最小二乘法拟合、Python实现参数提取。
辨识HPPC
07
一阶RC模型仿真
模型搭建、状态空间方程推导、离散化实现、Python代码实战。
1阶RC代码
08
二阶RC模型仿真
与一阶模型对比、精度提升分析、Python代码实现与验证。
2阶RC精度
09
电化学模型(DFN)基础
多孔电极理论、固液相扩散方程、Butler-Volmer动力学方程。
DFN电化学
10
PyBaMM DFN模型实战
参数文件解析、不同倍率放电仿真、结果可视化。
实战可视化
11
单粒子模型(SPM)
简化原理、适用条件、与DFN模型对比、PyBaMM实现。
SPM简化
12
热模型基础
电池产热机制(焦耳热、熵热)、集总热模型、电-热耦合仿真。
热模型耦合
13
PyBaMM热耦合仿真
温度对电性能的影响、不同冷却条件仿真、结果分析。
热耦合冷却
14
SoC估算方法
安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法、扩展卡尔曼滤波(EKF)。
SoCEKF
15
EKF算法实现
状态方程与观测方程、预测-更新迭代、Python代码实现SoC估算。
EKFPython
16
SoH估算方法
容量衰减模型、内阻增长模型、循环老化仿真、PyBaMM老化参数。
SoH老化
17
电池循环老化仿真
不同温度循环、不同放电深度(DOD)循环、寿命预测。
循环寿命
18
数据驱动模型基础
神经网络入门、LSTM原理、电池数据集介绍(NASA/牛津)。
数据驱动LSTM
19
LSTM SoC估算
数据预处理、模型构建、训练与测试、与EKF对比。
LSTMSoC
20
电池均衡技术
被动均衡与主动均衡原理、均衡策略仿真、Python实现。
均衡BMS
21
电池管理系统(BMS)仿真
BMS功能架构、状态监测、保护逻辑、Python模拟。
BMS保护
22
脉冲充放电仿真
脉冲电流特性、电压响应分析、内阻动态变化、PyBaMM实现。
脉冲内阻
23
快充策略仿真
CC-CV充电、多阶段恒流充电、脉冲充电、仿真对比。
快充策略
24
低温性能仿真
低温对电解液影响、锂枝晶风险、低温充放电策略、PyBaMM低温参数。
低温锂枝晶
25
电池模组仿真
串并联结构、不一致性影响、模组级热管理、Python多电池模型。
模组热管理
26
参数敏感性分析
关键参数筛选、Sobol方法、Python实现敏感性分析。
敏感性Sobol
27
模型标定与验证
实验数据与仿真对比、误差指标(RMSE/MAE)、参数优化。
标定验证
28
电池仿真加速技术
降阶模型(ROM)、机器学习代理模型、并行计算。
加速ROM
29
电池仿真工程应用
电动汽车工况仿真、储能系统调度、无人机电池选型。
工程应用
30
综合项目实战
从参数辨识到SoC/SoH估算的完整流程、报告生成、课程总结。
实战综合