電動化モビリティ技術ソリューション～バッテリー編～

公開日2022年10月

CO2排出削減の規制強化にともない、電動自動車（EV）への製品要求は年々高まる一方です。とりわけ、駆動源となるバッテリーの性能は燃費などに直結するため、その高性能化は非常に重要な課題です。バッテリーの高出力化と軽量化を実現するため、重量エネルギー密度の大きいリチウムイオンバッテリーが現在主流となっています。セル（電池）としての性能は電極の材料や充填時の微細構造によって決定されるため、材料選定とともにマイクロスケールでの検討も必要です。
シミュレーション環境をAnsysに統合することで、バッテリーに関する幅広い設計課題を統一的に検討することができます。また、弊社が開発したMultiscale.SimやCADFEM社のModel Reduction inside Ansysなどのアドインツールを併用することで標準機能以外の解析手法も利用可能です。サイバネットはこれらのツールを用いた総合的なバッテリーソリューションをご提案します。

ソリューション事例

セル内部の微細構造の最適化

Ansys Fluentのリチウムイオンバッテリーモデルの事例です。電極の微細構造を直接3Dモデルとして表現し、電気化学反応を考慮したシミュレーションを行うことでイオン濃度を可視化した例になります。その他、このモデルを用いることで、セル性能に関わる充放電曲線や電池寿命の予測などが可能になります。

熱暴走の予測シミュレーション

バッテリーの熱暴走シミュレーションの事例です。Ansys Fluentには物理的損傷などに起因する内部短絡の物理モデルと高温時に生じる熱分解反応を模擬する熱乱用モデルが用意されています。これらのモデルを用いて熱暴走の伝播の様子を可視化することが可能です。