无处不在的仿真：把好动力电池安全关

缜密选型，选中ANSYS

    关于仿真软件选型，袁总这样说到，我们考虑的因素主要有两点也是最重要的两点，一是要满足我们的需求，二是软件在行业内中有一定的普及度。对同行业CAE软件了解后，我们对ANSYS软件留下了深刻的印象，之后与ANSYS代理商广州阳普科技联系，从售前深入的交流到软件采购再到软件售后培训，ANSYS和阳普科技都给予了我们很大帮助。

    袁总继续解释道，ANSYS是一款融热、结构、流体、磁场等分析于一体的大型通用有限元分析软件，且在新能源电池行业应用也很多，工程师可以在同一个软件环境中，完成对动力电池pack包的热流体分析，模态、跌落等结构分析，可以轻松地满足我们的仿真需求。最后，我们采购了从建模（SpaceClaim）到热流体（Fluent）再到结构（Mechanical）的三大模块，用来全面解决动力电池包面临的散热、结构优化和热结构耦合问题。

智造时代，智能研发

    目前，CAE分析已成为亿纬锂能动力电池产品研发必不可少的环节，公司成立了专门的仿真小组对单体电芯，模组，电池包进行结构及热仿真分析。图4所示为动力电池项目开发流程。

图4 动力电池项目开发流程

    应用ANSYS Fluent仿真工具，通过建立有限元模型，进行热流耦合分析求解，获得完整的锂离子动力电池的热分布和流场分布，通过分析多种方案的模拟结果，对电池的排布方式及电池热管理方案起到很大的指导作用。图5所示为电池包热流耦合分析结果。

图5 电池包热流耦合分析

    电池箱的功能即容纳和保护电池组，所以其结构必须保证保留最大的容纳空间基础上满足足够的强度，在薄弱的部位进行重点防护。除了静强度分析，还需要进行模态分析，得出电池箱结构的固有频率，在有效的有限元模型基础上，通过反复的结构修改、仿真分析、结果评价，使改进后的电池箱在振动试验中不出现断裂、变形较大等结构破坏现象。在保证强度、模态特性及抗振动冲击性能的前提下，还要最大限度地减轻电池箱重量。图6所示为电池箱体的结构仿真结果。

图6 电池箱体的结构仿真

    袁总介绍到，目前企业的磷酸铁锂电池通过提升正极材料比容量、电芯优化设计和电池包轻量化设计，使系统能量密度达到了123Wh/kg，符合国家1.2倍补贴标准(115Wh/kg)。18650-2.6Ah三元电池单体比能量达到200Wh/kg以上，系统能量密度高达130Wh/kg，符合1.1倍补贴标准。

    最后，袁中直副总裁对ANSYS软件给予了高度肯定，他这样说到，通过部署易用的分析工具和适当的培训，ANSYS及代理商阳普科技在智能研发，构建研发团队上给予了帮助，在设计早期使用CAE软件可以明显提升动力电池的可靠性、安全性，缩短开发周期，同时可以将仿真结果用于产品营销环节，增加销售机会。

后记

    “无处不在的仿真”，可以帮助企业满足动力电池苛刻的标准要求，为动力电池的智能研发提供一条捷径。未来，无论是前期设计还是后期校核，仿真技术都将发挥重大价值。采访结束后，在企业工作人员陪同下参观了18650动力电池智能生产线，此生产线以松下电池作为标杆，年产能1GWh，自动化程度非常高，令人为之震撼！