      Simcenter BDS电池设计软件培训

Simcenter Battery Design Studio（以下简称BDS）是一款专业的锂电池设计及计算软件，

通过详细的几何电芯规格和电芯性能仿真，

支持工程师对锂离子电芯设计进行数字验证，

内置大量的电池材料数据库，同时，还能与CAE软件无缝连接，这些功能对电池和电池组的设计至关重要。

产品优势

物理单元描述：无缝GUI提供参数化模板

整体耦合单元设计与模型：模拟设计变更对单元性能的影响

设计探索：自动优化电池的设计和性能

CAE软件接口：通过TBM文件将模型导出到Simcenter STAR-CCM+

系统级仿真接口：单元模型特征可以导出到Simcenter Amesim

产品功能

物理单元描述

Simcenter BDS的第一步是指定单元组件的几何结构和特性。

根据供应商提供的责任，或由供应商提供的逆向责任。

Simcenter BDS提供锂离子电池组件的标准规范。

用户可以从一个小袋中选择电池形状，圆柱形或棱柱形，然后选择单个组件，

如电极、标签、电流收集器设计，等等，

每个组件都可以用电极的中心标签设计或控制集电器的材料和厚度等特性进行更精细的定义，

然后列表将继续完整构建电池。

当混合物配方通常是已知的，准确的数值往往是一开始的猜测。

但从文献或实验表征的活性物质平衡电压曲线开始，用户可以调整混合物，

使其与小电流放电曲线很好地吻合，从而获得非常精确的容量关联。

计算的“构建报告”也可以非常有助于验证您的条目，例如检查电池的终能量密度或重量。

用户还可以自动生成果冻辊部分的图形输出，以检查电极绕组是否如预期的那样。

单元性能仿真

Simcenter BDS提供了多个级别的性能模型：基于物理的宏观均匀模型，

可深入了解电池的电化学机制，如电池占空比期间的电压损失机制，

或了解电极上的浓度或发热分布；以及一个等效的RCR电路模型，

这是一种以非常有效的计算方法来模拟电池行为的经验方法。

模拟还可以告诉我们在电池内部发生了什么，在电极上的电极片附近集中了电流密度。

与多物理软件无缝连接

为此，我们通常建议客户使用Simcenter BDS创建RCR经验模型，

以表示电池电压行为，然后专门用于电池组的三维电热模拟。

可以使用基于物理的模型，但RCR经验模型将提高计算成本，使结果保持一定的准确性，

并且更适合在电池模块级别工作的非专家用户。

因此，HPPC测试（根据电池SOC、温度和电流来表征电阻的放电和再生脉冲）被用作输入数据，

Simcenter BDS自动生成RCR 3D经验模型参数，

用于电池组的3D行为模型Simcenter STAR-CCM公司+以一种计算效率很高的方式。

上述两个Simcenter产品组合软件之间的链接通过Simcenter BDS输出文件文本电池模型（TBM）文件完成。

电池模拟模块插件Simcenter STAR-CCM+使用TBM文件构建所需的电池模块3D模型。

通过耦合Simcenter STAR-CCM+的几何结构、电池性能模型和热求解器，

电池模块工程师可以对整个电池组在瞬态情况下进行电热模拟。

用户可以添加电池组的其他组件，

如母线、电绝缘垫、冷却通道和电池外壳（使用STAR-CCM+3D-CAD或任何第三方CAD软件），

并执行自动啮合以及指定材料/冷却液特性。

空间探索与自动化设计

从这些模拟结果中，工程师可以开始在电池级别设计空间探索研究，

以大限度地提高电池容量，例如，考虑固定电池组设计，

但致力于电池化学，或者在电池模块级别，研究电池组的几何形状和特性。

这些设计空间探索研究可以使用设计经理作为Simcenter STAR-CCM+的一部分，

以及注意事项Simcenter产品组合的软件部分。这就是我所说的数字孪生魔法。

仿真工程师可以半自动、高效、安全地研究数百种设计，试图平衡多属性性能，同时尊重系统约束。

人们可以很快发现，由于温度在电池模块上分布不均匀，电池组的热性能可以得到改善，

这肯定是由于冷却液流量分配不充分，这将影响过热电池的电气性能，甚至可能危及电池寿命或安全性。