PYBAMM / 已运行示例

第一次模拟电池充放电

从一个已运行的 Chen2020 例子开始，读懂输入工况和三条曲线。这是参考模型仿真，不是实测电池数据。

运行记录 2026-10-20SPM · Chen2020模拟工况时长 22 min

按步骤复现代码与数据

先看这次得到了什么

三张图共用同一时间轴。本例正电流表示放电，负电流表示充电，零电流表示静置。

已执行参考仿真的电压、电流与净放出电量曲线，三图时间轴对齐。 — 由本例 CSV 绘制：记录 135 个采样点，共 1,320 秒模拟时间。这里说的是模型中的工况时长，不是电脑计算耗时。
查看原尺寸曲线图

电压范围: 3.8655–4.1429 V
累计放出电量: 0.4167 Ah
累计充入电量: 0.4167 Ah
最终净放出电量: ≈0 Ah

为什么净放出电量会回到接近零？

净放出电量是放电时流出的电量，减去充电时流入的电量。它不是电芯的总容量。充回近似相同的电量后，这个累计值会接近零；不代表电池没有容量、荷电状态精确回到原值，或没有能量损失，也不能据此判断寿命。

看懂我们给了模型什么

本例使用单颗粒模型（SPM）和 Chen2020 参数集。SPM 将每个电极用一个代表性颗粒近似，本例不解析完整电解液输运。这是教学案例，不是针对你自己的电池拟合。

初始荷电状态: 80%
温度: 298.15 K (25 °C)
标称容量: 5 Ah
采样间隔: 10 s

C 倍率用标称容量换算电流。本例中，0.5C × 5 Ah = 2.5 A。放电步骤取正电流，充电步骤取负电流。

三个有明确时长的工况步骤
步骤	模拟时间	电流	起始 → 结束电压
1. 放电	0–600 s	2.5 A	3.9821 → 3.8655 V
2. 静置	600–720 s	0 A	3.9224 → 3.9478 V
3. 充电	720–1,320 s	-2.5 A	4.005 → 4.1429 V

每一步都有明确时长，报告记录实际停止原因。本例没有演示电压截止事件，也没有测试硬件工况极限。第一次复现请保留随附工况文件不变。

在自己的项目中复现

下载示例包并解压到一个新目录。先准备好 Python 3.12，再在该目录打开终端，选择下方对应系统的命令。

创建独立 Python 环境，按锁文件安装依赖版本；安装依赖需要联网。
将随附工况运行到新的 my-run 目录，再把图件输出到 my-figures，保留参考结果不变。
把自己的报告和曲线与参考结果对照。运行耗时和细小数值差异取决于环境。

锁文件记录本次 Windows／Python 3.12 环境，macOS 和 Linux 需要兼容的安装包。安装失败时，先核对 Python 版本、架构和报错，再决定如何适配，不要盲目改版本。requirements.txt 列出直接依赖，可供检查后适配；改动需记录并重新核对结果。

Windows PowerShell

py -3.12 -m venv .venv
.\.venv\Scripts\python.exe -m pip install -r requirements-lock.txt
.\.venv\Scripts\python.exe simulate_battery.py protocol.json --output my-run
.\.venv\Scripts\python.exe plot_results.py my-run --output my-figures

也可以选中命令，手动复制。

这些命令在本地运行，不需要 AI API 密钥。本页不在线运行仿真，也不接收文件。如需 Codex 或 Claude Code 带着操作，可将此目录作为项目打开，并使用 Skill 指南中的安装与首次使用请求。

查看 Skill 安装与首次使用指南

看图之后，还要看检查结果

本次把基准计算与更严格的求解器容差、更密的网格分别对照。报告在每个对应步骤内取 101 个插值点比较；下表只是这些采样点上的最大变化，不是全局误差上限，也不是收敛证明。

对照	对照采样点的最大电压变化
基准 → 更严格求解器容差	0.001 mV
严格容差下，网格 20 → 40	2.1686 mV

最大结束时间差：0 s。数值结果稳定不等于符合真实电池，还需另外核对参数、初始状态与测量数据。

应该查看哪些文件？

curve.csv 保存基准时间序列，可与 tight-tolerance.csv 及 refined-mesh.csv对照。report.json 记录设置与检查，parameters.json 记录参数来源。基础参数 Current function [A] 不等于每一步的实际电流；各步电流由 protocol.json 指定，复现时请保留两份原文件。

运行环境、容差和来源

执行日期 2026-10-20。此记录仅覆盖这次参考仿真，不代表整个 Skill 的所有工作流或实测电芯都已验证。

最终净放出电量，未舍入：8.534839501805891e-16 Ah

pybamm: 26.9.0.0
pybammsolvers: 0.10.0
numpy: 2.5.4
scipy: 1.18.1
casadi: 3.8.1
matplotlib: 3.10.7
python: 3.12.14
platform: Windows x64
基准 rtol / atol: 1.000e-6 / 1.000e-8
严格 rtol / atol: 1.000e-8 / 1.000e-10
Skill 版本: 1.1
上游提交: 593377bb048752abb0152deab9fbb1083a6087df
脚本 SHA-256: 96c9c774860a80f3fddda2fd94d90905e9254b766f191a79e843613ec4da7647
工况 SHA-256: f769f94f1a9f933d253b3a4a6f51dc661b8af49bf9df52cfdabd81ea185de80e

PyBaMM 运行库采用 BSD-3-Clause；K-Dense Inc. 的 Skill 与仿真辅助脚本采用 MIT，其他依赖仍适用各自条款。示例保留各组件的许可说明与署名。Chen2020 是 PyBaMM 的参考参数集，本例没有使用实测数据。

下载完整复现材料

示例包包含仿真与绘图脚本、原始工况、依赖清单、参考 CSV 与报告、图件、README、录屏讲稿和各组件许可说明。

下载示例代码与数据

资源下载需登录账号，登录后继续下载。

示例包 1.0.1 · 400,982 bytes
SHA-256: 9088ac565a8984a921ae9b58a9d5f704c69068c039ace1231d6864b0a5767464

5–7 分钟录屏提纲

可按下列顺序录制上面的实际案例。这里只提供录屏提纲，示例包附有中文讲稿。

0:00–0:35说明这是参考仿真，以及本例要回答的问题。
0:35–1:20读懂三步工况、初始荷电状态和温度。
1:20–2:10下载示例，打开新项目，说明所需环境。
2:10–3:00运行命令并展示输出目录，不承诺固定运行耗时。
3:00–4:30对照电压与电流曲线，解释净放出电量。
4:30–5:40比较求解器容差和网格密度，区分数值检查与实验验证。
5:40–6:20展示报告、来源版本和复现方法。