電池熱解析専用モジュール

電池性能目標設定、ブレークダウン、温度管理方策検討などに活用し、製品性能目標の実現に活躍する。

自動車業界EV車両開発、電子機器業界のウェアラブル製品開発では、言うまでもなく、電池技術がキーとなっている。EVのお客様では一発充電で航続距離が長い、充電時間が急速的、安全性が高いことを期待している。ウェアラブル製品のお客様は同じように、電池が長持ちで、ずっと使っても熱くならない、充電時間が短縮できることを期待している。これらの期待値を答えるためには、コストだけではなく、電池のパフォーマンスのさらなる向上が必要になっている。

電池温度をシミュレーションで評価する

リチウムイオン電池は発明できてから、未だに複数の弱点を抱えている。そのうち、入出力性能は電池温度に敏感し、狭い適温範囲内にしか高いパフォーマンスを発揮できない。

TAIThermの電池熱解析専用モジュールでは、高精度かつ高速的に大規模な電池パックをシミュレーションすることができる。しかも、リアルワールドと近いドライブサイクル条件で解析することができるから、バーチャル空間で自由に低温、高温などの環境における複雑な走行、充電パータンで試験できるのだ。

電池温度管理システムをシミュレーションで検討する

V字モデルの開発プロセスでは、上流の電池性能要求から電池温度管理システムに要求をブレークダウンする。TAIThermでは冷却・加温ユニットの3次元熱流体解析ができ、冷却・加温パフォーマンスを評価することができる。さらに、1Dシステムモデルと連成することができ、システムの振る舞いを検証することができる。使い方によっては、TAIThermの3D解析モデルを1Dに退化させて、システム検討用の1Dモデルに組み込みすることもできる。

TAIThermの3D電池解析はとにかく早い

TAIThermの熱解析ソルバーを生かし、電池熱解析専用モジュールとスムーズに連成することができるこそ、従来の経験がない早いスピードで解析結果をいつもお客様に届く。輻射と熱伝導は圧倒的に早く計算するし、対流も設計フェーズに応じて割り付け値を入れるか、より完成度が高いコンポネント解析よりCFD結果をマッピングするか自由に選択できるから、いつも最高最適な状態で解析モデルを用意する。

TAIThermの電池電気モデルは充実で忠実

TAITHerm電気モデルはいろんな等価回路モデルを搭載し、NTGモデル、分布式モデル、NRELモデルがある。電池解析時は電気と熱を同時に解く、電池のSOC-OCV特性、内部抵抗特性、分極時定数などおよびそちらの特性が温度、SOC、C-Rate、充電放電方向による変化を再現する。そのために、電池熱解析の精度が出にくい低温環境条件、急速充電条件に対してもちゃんと高精度な解析ができる。

電池の寿命もシミュレーションできる

電池寿命はEV車両のワランティと直結している大事なパフォーマンスであり、車両利用後期の性能表現、残価に大きく影響している。たくさんのセルをサプライヤーから購入して、パックにした状態で車両が定義した市場条件で寿命はどうなるかを電池開発エンジニアが予測しないといけない。TAIThermは電池温度解析が早くできるから、年単位の寿命解析もできる。従来できは少なくとも半年以上にかかる寿命試験は、TAIThermでは1ヶ月程度に短縮できる。大切なお金もお時間を節約することになる。

電池の熱暴走現象をシミュレーションで解明する

EVS-GTR要件に織り込まれているため、熱暴走解析がますます重要になる。TAIThermでは3次元的に熱暴走解析することができる。実機試験ではなかなか確定できない熱暴走条件、見えない熱連鎖過程については、TAIThermのシミュレーションで可視化することができる。実際にコストが高い試作パックを作らなくても、熱暴走対策案の検討ができてしまう。