النموذج الفيزيائي والكيميائي هو نموذج رياضي مبني على العمليات الفيزيائية والكيميائية الفعلية داخل البطارية (مثل هجرة الأيونات، ونقل الشحنة، وانتشار المواد، وتفاعلات الأقطاب الكهربائية، وغيرها). يصف هذا النوع من النماذج آلية الاقتران متعدد المجالات (الكهربائي، والكيميائي، والحراري، والميكانيكي) أثناء تشغيل البطارية، موضحًا سلوكها بشكل أساسي، مثل تغيرات الأداء، وتدهور العمر الافتراضي، والانفلات الحراري، وغيرها.
