O que há de novo no SIMULIA 2023x – Multifísica e Simulação de Bateria

Aqueles que têm acompanhado as postagens do nosso blog da série Novidades devem ter notado o novo tópico. Sempre tivemos algo a abordar nas atualizações do Multiphysics, mas nunca tivemos uma atualização no Battery. Isso é em grande parte atribuído à inclusão da BIOVIA em nossas ofertas gerais de fluxo de trabalho, que elevou os recursos de simulação de bateria a um nível totalmente novo. Vamos entrar na bateria agora.

• Jornada de Eletroquímica de Bateria 2022xFD02

A imagem mostra os aprimoramentos de acoplamento Multiphysics para diferentes versões. O objetivo desses acoplamentos é duplo: introduzir mais física acoplada para baterias e mais graus de liberdade, como concentração de íons e partículas sólidas.

Benefícios: A porosidade dos eletrodos muda devido à expansão e contração das partículas ativas no eletrodo. Este fenômeno é capturado na etapa de deslocamento aprimorado – pressão de poro. Devido à mudança na porosidade, a densidade do eletrólito muda em diferentes regiões, causando assim o gradiente de pressão no eletrólito dentro do eletrodo. Isso induz resposta estrutural no eletrodo, bem como fluxo de eletrólito. Torna-se necessário capturar o fluxo de íons junto com o eletrólito. Tudo isso é modelado acoplando a etapa de poro-pressão de deslocamento aprimorado e a etapa eletroquímica térmica.

• Baterias de metal de lítio 2022xFD02

Essas baterias possuem um ânodo não poroso, enquanto o cátodo e o separador são porosos. A reação de interface entre o ânodo e o separador é modelada usando a cinética de transferência de carga baseada na superfície.

• Aprimoramento da biblioteca de elementos 2023xFD01

Os elementos adicionados são os seguintes: QEC3D4, QEC3D6, QEC3D8R

Os dois primeiros são elementos de tetraedro e prisma para geometria complexa. O terceiro é um elemento de bloco de integração reduzida para uma solução mais rápida. É possível definir as regiões da bateria onde a eletroquímica não ocorre para ser modelada com elementos convencionais, como tensão térmica 3D, cascas e elementos de casca contínua.

• Extensa biblioteca de saída 2022xFD02

Variáveis ​​de modelo inteiro e parcial, saídas de nível de partícula em microescala e saídas de seção macro foram adicionadas da seguinte forma:

• Aprimoramentos de contato 2022xFD02

Condutância elétrica associada a interfaces sólido versus líquido.

*GAP CONDUCTÂNCIA ELÉTRICA, TIPO=SÓLIDO/LÍQUIDO

Difusão de íons de lítio através de uma interface de contato

*DIFUSIVIDADE DE GAP, TIPO = CONCENTRAÇÃO DE ÍONS

*GAP Heat Generation para modelar fontes adicionais de geração de calor devido à resistência.

• Aprimoramentos do TIE 2022xFD02

As ligações convencionais no padrão Abaqus foram melhoradas para desativar seletivamente DOFs indesejados. Novas variáveis ​​de saída também foram introduzidas para a superfície de ligação secundária.