技术
仿真几乎无所不能，唯独电池领域例外。
对组件建模、计算其行为、在制造任何东西之前就回答设计问题：这种方法在整个工程领域已得到验证。它在电池上失效，只有一个原因：现有的电芯模型不成立。本页说明其原因，以及我们的做法。
基于物理的模型 · 在卡尔斯鲁厄自有实验室完成参数化
探讨您的电池挑战同一设计问题，每次的答案都不尽相同。
智能手机的电池与电动汽车的电池几乎没有共同之处，二者也都不同于电动工具或固定式储能装置。电芯技术的发展还很快。因此，需求因应用而异，也因年份而异，而这恰恰是仿真所擅长的场景。以下是我们的客户实际带来的问题：
两种成熟方案，以及两者均不足够的原因。
这是方法论层面的区分，并非产品声明。以下两种方法均合理且被广泛采用；各自在不同维度上存在局限，而这些维度正是选择时的关键所在。
| 方法 | 工作原理 | 您的成本 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 等效电路模型等效电路模型 | 电阻、电容和阻抗元件模拟电芯的端子行为，参数为基于测量数据构建的多维查找表。 | 模型结构与电芯的物理特性不符，非线性特性未能得到准确表达。该模型仅能复现其拟合所用的工作点。 | 精度不足 |
| 微观结构模型FEM | 重建电极微观结构，并使用有限元工具对偏微分方程组进行空间求解。 | 设置容易出错，参数化需要数月，单次仿真通常需要数小时，模型是否有效还要由您自己来确保。 | 过于复杂，速度过慢 |
| Batemo基于物理，实测数据 | 电芯内部的所有相关过程都被复现：电气、化学和热力学过程，相互耦合，跨越从微米级颗粒到米级电池包的长度尺度，以及从毫秒到数月的时间尺度。 | 这需要一个电池实验室——包括用于拆解的化学实验室、定制电芯制造能力、内部分析能力，以及覆盖所有电气、热学和机械边界条件的测量能力。 | 在办公电脑上仅需数秒 |
第三行也不是免费的，只是这项成本由我们承担，而不是由您承担。基于物理的模型的好坏，取决于用来确定其参数的测量数据，这正是实验室成为这一方法的前提条件的原因。
三个方面，组合才是关键所在。
这三者在别处各自都有。但把它们结合起来（基于物理的模型、取自我们自己测量的参数，以及在整个市场范围内做过这件事的经验），就能回答其中任何一项单独无法回答的问题。
01 电池建模
该模型描述的是物理规律，而非曲线本身。
电芯内部的每一个相关过程都被复现：物理、化学和热力学过程，彼此耦合，并取决于运行工况和老化状态。它们同时作用于不同尺度：从几微米大小的电极颗粒到以米计的电池包，从毫秒到数月。
02 电池参数化
参数来自我们自己的实验室。
用于电芯拆解的化学实验室、定制电芯的制造能力以及内部分析能力。此外，还有覆盖全部电气、热和机械边界条件的测量，以及据此识别模型参数的优化方法。
03 电池数据
覆盖整个市场，而非某一细分领域。
数百种电芯经过了实验室处理：在整个工作范围内完成测量、全面拆解并建模。涵盖所有化学体系、所有电芯设计、所有尺寸及所有行业。
21700 电芯内部
逐层拆解，层层深入。
圆柱形电芯由四层薄片卷绕后密封于外壳中构成。 滚动以展开，拖动以旋转。
- 电芯。 21700 型电芯：直径 21 mm，长度 70 mm。我们对库中每一款电芯进行拆解。
- 外壳。 正极端盖与外壳下方是卷芯。
- 各层结构。 一条长带紧密卷绕：正极、隔膜、负极、隔膜。
- 模型。 我们基于物理的模型描述了这些层中发生的过程：电化学、传输与热，贯穿整个电芯。
这些模型同样是训练数据来源。
数据驱动算法的质量取决于其训练数据，而电池训练数据存在一个特殊问题：它必须覆盖测试活动在有限时间内无法触及的工况，涵盖全新与老化电芯，以及您所使用的每种电芯类型。在实际需要数据时才开展这些实验，成本高昂、耗时漫长，且通常难以实现。
经过验证的基于物理的模型消除了这一限制。它在自动化后台中数秒即可运行，因此一夜之间就能生成数千条训练工况曲线。由于模型基于物理，它还会呈现真实电芯不会提供的内部量，这使得算法可以对照物理规律进行检验，而不是对照其自身的训练集。借助模型库，训练基础从第一天起就在所有电芯类型上保持一致。
这通常会涉及的问题（极端条件下的荷电状态、健康状态，以及估算器究竟能否泛化） 详见 BMS 页面 →
「如果您能找到一款精度更高的电池电芯模型，我们将全额退款。」
我们构建的一切都力求尽可能快速、基于物理且精确。这正是我们为此投入资源的体现。
准确性的衡量方式
验证实验覆盖制造商规定的电芯全部工作范围，以及模型创建者从未见过的插值和外推区间的测量数据。测量时间按三个部分划分：
- 50 %
- 我们与竞争对手均已知晓
- 25 %
- 仅我方掌握
- 25 %
- 仅竞争方知晓，我们并不知情
最后那四分之一才是关键所在。一个模型若仅在作者自行选定的数据上表现良好，则毫无说服力。
两条前进路径。
如果您需要数据
查看模型所基于的测量数据。
Batemo Insights 收录公开库中每颗电芯背后的实测行为，包括公开版 Explorer 有意不展示的内容。
或者从测量数据开始： 探索公开的 Batemo Cell Explorer →