技术分享 | 电池建模与仿真解决方案

性能建模解决方案
无论是为电动交通工具还是消费品设计电池，每种设计选择都需要复杂的决策过程。工程师可以快速评估权衡，同时最大限度地减少对各种设计规则和昂贵的试错物理测试的依赖。我们精确的电池仿真可提供您所需的结果，从电化学到电极、电芯、模组、电池Pack和系统以及不同物理场的耦合。

热管理

电池管理系统

一、电池组和模块热管理
Ansys可提供一流的电池热管理仿真解决方案，有助于实现极具成本效益的设备冷却性能并提高电池的安全性。

业界领先的电池热管理
电池对温度非常敏感。热管理对于减少温度变化和避免热失控至关重要。随着电池温度的升高，其化学反应速率和性能也会提高，但温度上升到一定程度，就可能会导致电池永久性损坏。Ansys提供业界领先的热管理仿真，以生产低成本的冷却设备和安全的电池。

-降阶模型
-广泛的电化学模型
-电-热耦合
-热失控和蔓延

二、电池结构可靠性

为了确保电池的耐久性、可靠性和安全性，Ansys可提供用于优化外壳设计和增强电池安全性的仿真解决方案。

确保电池的安全性和耐用性
电池可能会暴露在各种危及其安全性的环境中。为确保电池的耐用性，Ansys可提供符合众多行业标准的解决方案，包括SAE J2464、UL 2580、IEC 62619、SAND 2017-6925和NASA JSC 2073等。‍对外壳设计与加固件进行仿真和优化，打造市场上最安全的电池。

-冲击和跌落测试

三、电池管理系统

Ansys提供面向电池管理系统(BMS)设计和开发的集成解决方案，有助于实现无风险的虚拟测试

面向bms电池管理系统开发的集成解决方案
bms电池管理系统在当今的电动汽车中发挥着关键作用。Ansys为开发、测试和验证这些复杂系统提供了一个集成平台，从而能够为BMS开发团队提供显著的时间、成本和质量优势。

-确保BMS设计的功能安全性
-开发关键的嵌入式软件 
-实现系统级视角

Ansys电池管理系统开发解决方案

电池管理系统设计和验证：BMS电池管理系统可持续监控电池工作情况，重新分配能源，并在出现问题时发送警报。

系统级仿真：准确了解电池管理系统和电池在其整个生命周期中的性能表现。

系统架构选择、功能安全性分析和网络安全：在包括汽车在内的诸多行业中执行关键功能安全性分析。

嵌入式bms软件研发和验证：利用软件控制器，智能监控电池的工作条件并监督其安全操作。

四、电池组和电极

电化学是指电池供电和性能原理背后的物理学我们的仿真技术能够在制造流程前准确仿真电化学，以帮助材料属性选择和电极结构设计。

电池生产仿真
电化学仿真对电池的制造、预测电池老化情况和使用寿命都能提供支持。电池制造商面临着一项具有挑战性的任务——既要存储尽可能多的电能，同时还要缩小电池尺寸、降低重量和成本。在制造流程之前准确进行电化学过程仿真，有助于选择材料属性和设计电极结构。

-分析不同的电化学 
-1D和3D功能 
-敏感度分析 
-基于模板的工作流程

五、电池EMI/EMC

Ansys提供了一种电池系统EMI/EMC仿真解决方案，可将频域和时域仿真无缝结合。

电池电磁干扰（EMI）仿真测试与设计

高频EMI噪声，会导致电池阵列中的高压电源电路和电池管理系统中的低压控制电路之间产生串扰。电磁仿真可用于在电池设计流程的早期阶段预测电磁干扰（EMI）的辐射和敏感度，或用于对电池系统中的现有EMI挑战进行根因分析。这些预测和分析有助于优化EMI滤波器设计，并降低兼容性测试的硬件测试成本。

-在电池生产之前尽早探测和降低EMI噪声 
-EMI噪声预测和系统级虚拟兼容性测试 
-面向电池系统的EMI滤波器设计和优化

电池建模功能

电池建模：基于EIS数据的电池/模块建模，可将频域测试数据转换为时域电池阻抗模型。

系统级建模：系统级虚拟兼容性测试可用于兼容性标准的虚拟测试，或用于现有产品实际EMI挑战的根因分析。

寄生组件建模：基于FEA的电池寄生参数建模，可使用几何结构信息和材料属性提取电池封装组件的寄生元素。