SIMULIA研發技術資深總監Victor Oancea已在達梭系統工作超過25年。其中他研究了電池熱電化學膨脹行為的模擬，與汽車電氣化的未來有很大關係。 Oancea表示，電池對我們的日常生活非常重要，在過去十年左右的時間裡，電池的規模已經達到了驚人的水平，可以為汽車等設備提供動力。鋰離子電池是1987年發明的，雖然一開始不切實際，幾年後才進入市場；從那時起，漸進式的變化已經累積到足以為車輛提供動力的電池。 如果你能以示意圖的方式想像電池(圖一)，它就像一場網球比賽，當你看到網球從左向右、從右向左運動時，這就是鋰離子在鋰離子電池中的作用，儘管該速度相較之下要慢得多。 圖一 雖然電池的基本概念保持不變，但技術正在快速發展，在開發更持久、更高容量和更高能量密度的電池方面，模擬分析發揮著重要的影響力；這意味著電動汽車的續航里程接近500或600英里，而不是之前的200至300英里標準。 此外，我們還可以從材料的角度研究電池。我們可以在電解質中加入什麼樣的添加劑，以便多孔材料和電池以及這些電解質之間的界面發生的這些過程更有效？我們可以從創新的角度，再次從化學以及工程設計的角度來做些什麼，以便在很大程度上降低快速充電應用或此類電池輕微變形期間的短路風險？ 為了製造出既高效又安全的電池，必須提出以上問題；過去曾發生電池過熱到著火的情況，出於顯而易見的原因，這是絕對不能發生的事情。雖然電池技術的發展速度不如電腦，但小的創新已經產生了重要的變化。 Oancea說，這些創新包括使用矽基粒子代替碳基陽極作為電池的負極，從而增加鋰的儲存量；其他新技術包括使用聚合物和陶瓷代替液態電解質，或使用完全基於鋰的陽極。這些創新將可能減少空間並增加能量密度。 SIMULIA模擬分析在幫助開發這些新改良的電池方面發揮著重要作用，不僅可以減少物理測試，還可以幫助深入了解某些由於規模小而無法測量的事物。 很多事情無法測量，只是因為它們發生的規模小得多，而且就實驗而言，儀器還不夠完善。因此，您可以評估在某種結構中，與其他區域相比，該區域的電流密度是否更高？如何在某個位置設計一個更好的標籤集合（Tab Collector），使這些電流密度更加均勻？電池中各處的濃度是相似的？還是差異很大？如果確實有所不同，從設計的角度還可以做些什麼，以便僅需透過設計更改就可以略微改善行為？ SIMULIA模擬分析有助於從設計過程的一開始就篩選出不可行的備選方案，並在確定候選方案後補充實驗，以深入了解無法衡量的內容。透過這些方式，SIMULIA模擬有助於加速電池開發過程，並提升最終產品，即便只是小幅度。 展望未來，Oancea認為電池技術可能會發展到「徹底改變汽車行業」的地步；舉例來說，很有可能會急劇擴展電動汽車。Oancea總結：「在每一個階段中，聰明人在這些過程裡總是必不可少的，模擬不能替代他們。SIMULIA是一種工具，如果巧妙地以一種有紀律的方式、或系統化的方式使用，將兩者結合起來，促進下一個偉大產品的設計，包括電池，我認為是非常可行的！」 關鍵字：電動汽車、電池、模擬分析、汽車電氣化 文章來源： SIMULIA Bloog