动力锂电池的挑战

动力电池设计，特别是电池包/模组设计是一个涉及结构静力学/动力学、热、电磁兼容、电化学反应以及系统在内的多物理场问题，需要考虑：  

–单体电芯的热性能  

–电池包的整体散热性能  

–电池包的静强度分析，如自重分析、随机振动等工况  

–电池包的动力学分析，如冲击、跌落等工况  

–电池包BMS电磁兼容系统分析。

解决方案

ANSYS仿真优势1：大大提高产品开发效率

传统设计手段主要借助工程经验和手动计算，测试制造样机改进产品设计，研发周期长，投入人力大，产品更新换代慢等缺陷。而ANSYS仿真技术可助力企业缩短研发周期，提高产品可靠性。

对于新能源动力电池而言更是如此，而在受到国家新能源补贴政策变化、产业集中度提升、电池技术进步、原材料市场波动、消费市场升级等因素的影响后，业内对更低成本、更高能量密度、更具安全性的电池技术的诉求日益迫切，动力电池的技术路线是整个行业关注的焦点。

ANSYS仿真优势2：多物理场耦合仿真技术

一个完整锂离子电池模拟过程需要涉及到多尺度设计概念，模型数据从分子级别的微观组织、电极级别的电化学特性，到电池模组和电池PACK及动力系统整体性能模拟。使用ANSYS技术，可通过统一的Workbench界面平台，以数据传输的方式实现真正耦合，开发工程师即可获得符合现实条件的求解结果，集成多物理场产品组合能使用户利用集成环境中的多个耦合物理场进行仿真与分析，比如电-热-流体-结构仿真。

ANSYS仿真优势3：考虑电芯电化学反应的热分析

电芯发热是一个复杂的电化学过程，包括欧姆热、电化学反应热、极化热等，同时电芯发热量又与SOC、欧姆内阻、极化内阻以及温度等参数有直接关系，故而采用均一的常数作为电芯发热量，并不能够准确反应出电芯在实际工况中的产热。

ANSYS Fluent特有的多尺度多维度MSMD模块，可采用NTGK、ECM以及Newman三种模型考虑电化学反应，最终得到更为准确的电池包温度场。

ANSYS仿真优势4：电池包ROM降阶仿真技术

电池包结构是一个很复杂的装配体，对其进行瞬态热仿真，所需的模型处理、网格划分和仿真计算的工作量都十分巨大。为减少电池包散热仿真计算的工作量，可配合ANSYS Fluent和ANSYS twin builder使用ROM降阶方法进行处理，即保证了仿真精度，又大大提高了计算效率。

仿真案例一（电池包共轭换热（CHT）仿真——配置1）

仿真案例二（电池包降阶（ROM）仿真——配置2）

仿真案例三（电池包MSMD热仿真——配置1）