      Simcenter BDS電池設(shè)計(jì)軟件培訓(xùn)

Simcenter Battery Design Studio（以下簡(jiǎn)稱(chēng)BDS）是一款專(zhuān)業(yè)的鋰電池設(shè)計(jì)及計(jì)算軟件，

通過(guò)詳細(xì)的幾何電芯規(guī)格和電芯性能仿真，

支持工程師對(duì)鋰離子電芯設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)字驗(yàn)證，

內(nèi)置大量的電池材料數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)，還能與CAE軟件無(wú)縫連接，這些功能對(duì)電池和電池組的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

物理單元描述：無(wú)縫GUI提供參數(shù)化模板

整體耦合單元設(shè)計(jì)與模型：模擬設(shè)計(jì)變更對(duì)單元性能的影響

設(shè)計(jì)探索：自動(dòng)優(yōu)化電池的設(shè)計(jì)和性能

CAE軟件接口：通過(guò)TBM文件將模型導(dǎo)出到Simcenter STAR-CCM+

系統(tǒng)級(jí)仿真接口：?jiǎn)卧Ｐ吞卣骺梢詫?dǎo)出到Simcenter Amesim

產(chǎn)品功能

物理單元描述

Simcenter BDS的第一步是指定單元組件的幾何結(jié)構(gòu)和特性。

根據(jù)供應(yīng)商提供的責(zé)任，或由供應(yīng)商提供的逆向責(zé)任。

Simcenter BDS提供鋰離子電池組件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

用戶(hù)可以從一個(gè)小袋中選擇電池形狀，圓柱形或棱柱形，然后選擇單個(gè)組件，

如電極、標(biāo)簽、電流收集器設(shè)計(jì)，等等，

每個(gè)組件都可以用電極的中心標(biāo)簽設(shè)計(jì)或控制集電器的材料和厚度等特性進(jìn)行更精細(xì)的定義，

然后列表將繼續(xù)完整構(gòu)建電池。

當(dāng)混合物配方通常是已知的，準(zhǔn)確的數(shù)值往往是一開(kāi)始的猜測(cè)。

但從文獻(xiàn)或?qū)嶒?yàn)表征的活性物質(zhì)平衡電壓曲線(xiàn)開(kāi)始，用戶(hù)可以調(diào)整混合物，

使其與小電流放電曲線(xiàn)很好地吻合，從而獲得非常精確的容量關(guān)聯(lián)。

計(jì)算的“構(gòu)建報(bào)告”也可以非常有助于驗(yàn)證您的條目，例如檢查電池的終能量密度或重量。

用戶(hù)還可以自動(dòng)生成果凍輥部分的圖形輸出，以檢查電極繞組是否如預(yù)期的那樣。

單元性能仿真

Simcenter BDS提供了多個(gè)級(jí)別的性能模型：基于物理的宏觀(guān)均勻模型，

可深入了解電池的電化學(xué)機(jī)制，如電池占空比期間的電壓損失機(jī)制，

或了解電極上的濃度或發(fā)熱分布；以及一個(gè)等效的RCR電路模型，

這是一種以非常有效的計(jì)算方法來(lái)模擬電池行為的經(jīng)驗(yàn)方法。

模擬還可以告訴我們?cè)陔姵貎?nèi)部發(fā)生了什么，在電極上的電極片附近集中了電流密度。

與多物理軟件無(wú)縫連接

為此，我們通常建議客戶(hù)使用Simcenter BDS創(chuàng)建RCR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

以表示電池電壓行為，然后專(zhuān)門(mén)用于電池組的三維電熱模擬。

可以使用基于物理的模型，但RCR經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⑻岣哂?jì)算成本，使結(jié)果保持一定的準(zhǔn)確性，

并且更適合在電池模塊級(jí)別工作的非專(zhuān)家用戶(hù)。

因此，HPPC測(cè)試（根據(jù)電池SOC、溫度和電流來(lái)表征電阻的放電和再生脈沖）被用作輸入數(shù)據(jù)，

Simcenter BDS自動(dòng)生成RCR 3D經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)，

用于電池組的3D行為模型Simcenter STAR-CCM公司+以一種計(jì)算效率很高的方式。

上述兩個(gè)Simcenter產(chǎn)品組合軟件之間的鏈接通過(guò)Simcenter BDS輸出文件文本電池模型（TBM）文件完成。

電池模擬模塊插件Simcenter STAR-CCM+使用TBM文件構(gòu)建所需的電池模塊3D模型。

通過(guò)耦合Simcenter STAR-CCM+的幾何結(jié)構(gòu)、電池性能模型和熱求解器，

電池模塊工程師可以對(duì)整個(gè)電池組在瞬態(tài)情況下進(jìn)行電熱模擬。

用戶(hù)可以添加電池組的其他組件，

如母線(xiàn)、電絕緣墊、冷卻通道和電池外殼（使用STAR-CCM+3D-CAD或任何第三方CAD軟件），

并執(zhí)行自動(dòng)嚙合以及指定材料/冷卻液特性。

空間探索與自動(dòng)化設(shè)計(jì)

從這些模擬結(jié)果中，工程師可以開(kāi)始在電池級(jí)別設(shè)計(jì)空間探索研究，

以大限度地提高電池容量，例如，考慮固定電池組設(shè)計(jì)，

但致力于電池化學(xué)，或者在電池模塊級(jí)別，研究電池組的幾何形狀和特性。

這些設(shè)計(jì)空間探索研究可以使用設(shè)計(jì)經(jīng)理作為Simcenter STAR-CCM+的一部分，

以及注意事項(xiàng)Simcenter產(chǎn)品組合的軟件部分。這就是我所說(shuō)的數(shù)字孿生魔法。

仿真工程師可以半自動(dòng)、高效、安全地研究數(shù)百種設(shè)計(jì)，試圖平衡多屬性性能，同時(shí)尊重系統(tǒng)約束。

人們可以很快發(fā)現(xiàn)，由于溫度在電池模塊上分布不均勻，電池組的熱性能可以得到改善，

這肯定是由于冷卻液流量分配不充分，這將影響過(guò)熱電池的電氣性能，甚至可能危及電池壽命或安全性。