Что нового в SIMULIA 2023x – мультифизическое моделирование и моделирование батарей

Те, кто следил за публикациями в нашем блоге серии «Что нового», возможно, заметили новую тему. Нам всегда было что рассказать об обновлениях Multiphysical, но у нас никогда не было обновлений по Battery. Во многом это связано с включением BIOVIA в наши общие предложения по рабочим процессам, которое вывело возможности моделирования аккумуляторов на новый уровень. Теперь займемся батареей.

• Путешествие по электрохимии аккумуляторов 2022xFD02

На изображении показаны улучшения связи Multiphysical для разных версий. Цель этих взаимосвязей двоякая: ввести более связанную физику для батарей и больше степеней свободы, таких как концентрация ионов и твердых частиц.

Преимущества: Пористость электродов изменяется за счет расширения и сжатия активных частиц в электроде. Это явление фиксируется на этапе усиленного вытеснения – порового давления. Из-за изменения пористости плотность электролита меняется в разных областях, тем самым вызывая градиент давления в электролите внутри электрода. Это вызывает структурную реакцию в электроде, а также поток электролита. Возникает необходимость захвата потока ионов вместе с электролитом. Все это моделируется путем объединения этапа усиленного вытеснения порового давления и термического электрохимического этапа.

• Литий-металлические аккумуляторы 2022xFD02

Эти батареи имеют непористый анод, а катод и сепаратор пористые. Реакция интерфейса между анодом и сепаратором моделируется с использованием кинетики переноса заряда на поверхности.

• Улучшение библиотеки элементов 2023xFD01

Добавлены следующие элементы: QEC3D4, QEC3D6, QEC3D8R.

Первые два — это элементы тетраэдра и призмы для сложной геометрии. Третий — это уменьшенный элемент интеграции для более быстрого решения. Можно определить области батареи, в которых электрохимия не возникает, для моделирования с помощью традиционных элементов, таких как трехмерное тепловое напряжение, оболочки и элементы сплошной оболочки.

• Обширная библиотека вывода 2022xFD02

Целые и частичные переменные модели, выходные данные уровня микромасштабных частиц и выходные данные макросекции были добавлены следующим образом:

• Улучшения контактов 2022xFD02

Электрическая проводимость, связанная с границами раздела твердого тела и жидкости.

*ЗАЗОР ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ, ТИП = ТВЕРДЫЙ/ЖИДКИЙ

Диффузия ионов лития через контактную поверхность.

*ДИФФУЗИЯ ЗАЗОРА, ТИП = КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ

*GAP Heat Generation для моделирования дополнительных источников выделения тепла из-за сопротивления.

• Улучшения TIE 2022xFD02

Обычные связи в стандарте Abaqus были улучшены для выборочной деактивации нежелательной глубины резкости. Для вторичной связующей поверхности также были введены новые выходные переменные.