배터리 | CD-adapco
배터리
Thermal-electrochemistry simulations improve on overall battery performance, safety and life
전 세계적으로 휘발유 가격이 상승하고 IC 엔진 차량에서 발생하는 공기오염이 늘어가기만 하자, 이러한 도전에 대한 대안으로 전기차와 하이브리드 차량이 폭발적으로 성장했습니다.
  • Temperature distribution analysis of an ASCS battery module of 84 cells: 42 cells are connected in series, and each row is connected in parallel. The liquid-cooled plates are lateraly postionned on each side of those rows (Model courtesy of ASCS, Stuttgart and Behr).
  • Shown here is the screen representation of a battery pack cooling simulation in STAR-CCM+. The battery pack was designed in BDS and the flow and thermal simulation conducted in STAR-CCM+ using the Battery Simulation Module (BSM).
  • Through our long term collaboration with Battery Design LLC, a leader in electrochemical model development, CD-adapco is able to offer an expansive solution for coupled thermal-electrochemical simulations. Shown is a scalar plot of Specific Ohmic Heat Source on battery connectors.

거의 모든 OEM(주문자 상표부착) 업체가 차세대 전기차(EV)를 개발하고 있거나 이미 생산하고 있고, 배터리가 EV 성공을 결정하는 핵심 기술로서 떠올랐습니다. EV를 채택하는데 있어 가장 큰 걸림돌은 기존 차량대비 높은 비용뿐만 아니라 배터리 수명의신뢰도입니다. 주행 거리를 개선하고 배터리의 충전시간, 중량 및 비용을 줄이기 위한 경쟁에서, 기업들은 수치해석적 보증(Numeric Functional Assurance) 및 시뮬레이션 기법의 가치를 인정해왔고, 광범위하게 채택하고 있습니다.

전통적으로 자동차 산업에서의 시뮬레이션 도구 사용은 디자인 및 개발 소요시간을 줄이고 제품화 비용을 낮출 수 있었습니다. 물론 전기차 산업에서도 동일한 효과를 거두기 위해 CAE가 노력하고 있으며, 그 중에서도 CD-adapco는 리튬이온 배터리 셀, 모듈 및 팩의 전기화학 및 열 효율에 관한 종합 시뮬레이션 도구를 제공할 정도로 이러한 개발분야의 선두 주자입니다. 2009년 초, CD-adapco는 대형 배터리 문제를 해결하기 위해 완전 연계된 솔루션 공급을 목적으로 Battery Design LLC와 제휴했습니다. 양사가 함께, 배터리 셀 프로토타입 또는 새 활성 코팅을 정의하는 것에서부터 대형 트랙션 배터리 팩의 일부분으로서 그 성능을 시각화하는 것까지 완벽한 시뮬레이션 프로세스를 제공합니다.

업계를 선도하는 두 제품, CD-adapco의 STAR-CCM+과 Battery Design LLC의 Battery Design Studio(BDS)가 이러한 독특한 방법론에 의한 협력을 통해 단일, 통합 솔루션 제공합니다.

BDS는 엔지니어가 단일 셀 수준에서 리튬이온 배터리를 디자인하고, 성능을 시뮬레이션한 후 데이터를 분석할 수 있는 독특한 도구로서 지난 10여년간 배터리 제조사가 이를 사용하고 있습니다. BDS의 전기화학 솔버(solver)는 배터리 시뮬레이션 모듈(BSM) 내에서 STAR-CCM+의 유동 및 열특성 솔버와 연계되어 대규모의 모듈과 배터리 팩에서 완전 연계된 열, 유체 및 전기화학 분석을 제공합니다.

단일 코드 내에서 배터리 팩/모듈의 모든 특성을 분석하고 전체적으로 정확한 성능을 보장하는 일은 프로토타입/테스트 비용 절감과 배터리 신뢰성 개선에 있어 핵심적으로 추구해야 할 목표입니다. CD-adapco는 ASCS(슈투트가르트 자동차 시뮬레이션 센터)와 미국 국립재생에너지연구소(NREL) 같은 수 많은 배터리 업체 및 연구소와 제휴를 맺어 매우 엄격한 조건에서 시뮬레이션 프로세스를 검증하기 때문에 이러한 통합 솔루션이 최첨단 기술의 지위를 유지할 수 있습니다. 앞서 언급한 개발이라는 측면에서, CD-adapco는 침식 및 부식 모델에 더하여 3D 전기화학 솔버를 포함하는 광범위한 전기화학 솔루션도 제공합니다.

전기차는 혁명적인 기술이므로 전반적인 기술 발전 속도와 보조를 맞추려면, 향후 출시될 차량을 검증할 때 수치 시뮬레이션 같은 최신 도구의 사용은 매우 중요합니다.

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