소프트웨어

릴리즈 2023 R1: 배터리 - From Cell to Pack

AVL 시뮬레이션 솔루션 업데이트 및 개선 사항

Software Release - Battery

배터리 솔루션 분야의 최신 릴리즈 하이라이트를 확인하세요.

기준 교환 전류 밀도, 전극 확산 계수 및 활성화 에너지는 측정된 임피던스 스펙트럼에서 도출할 수 있습니다. AVL CRUISE™ M의 EIS 마법사는 전기화학 모델 매개변수에 맞는 가이드 매개변수화 과정을 제공합니다. 다양한 SOC 및 온도에 대한 여러 데이터 세트를 측정값에서 불러와서 맞출 수 있습니다. 식별된 매개변수는 CRUISE M의 전기화학 배터리(ECB) 구성 요소로 자동 전송됩니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 1: EIS Fitted Exchange Current Density and Consistency with Electrochemical Battery
그림 1: EIS 장착 교환 전류 밀도 및 전기화학 배터리와의 일관성

이제 CRUISE M은 SEI 형성, SEI 분해, 금속 전해질 반응 및 금속 도금 등을 고려한 기존의 분해 모델 외에도 기체 생성을 고려할 수 있습니다. 새로운 모델은 1차 및 2차 SEI 형성 및 분해, 전해질의 증발, 분해 및 연소를 고려합니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 2: Anode Degradation Simulation and Related Results
그림 2: 양극 분해 시뮬레이션 및 관련 결과

CRUISE M 배터리 사용자 코딩 제너레이터(CRUISE M Battery User Coding Generator)를 사용하면 사용자 정의 가스 형성을 모델링할 수 있습니다.

배터리 수명을 효율적으로 시뮬레이션하기 위해, 일반적으로 주행 사이클(예: 주간 프로필)은 계절적 환경 조건을 고려하여 몇 년에 걸쳐 반복됩니다. 이제 이러한 테스트 시나리오는 CRUISE M의 배터리 테스터를 통해 매우 쉽게 만들 수 있습니다. 배터리 테스터는 가능한 최대 물리적 시뮬레이션 시간의 추정치를 포함하여, 테스트 조립에 대한 시각적 피드백을 제공합니다.
이러한 테스트의 시간 범위는 몇 분 또는 몇 시간에서 몇 주, 몇 달 또는 몇 년에 이르기까지 다양합니다. 펄스 테스트, 충전 이벤트, 집에서 직장까지 BEV를 반복적으로 운전하고 하루 중 오랜 시간 동안 정지 상태로 두는 것 등 모든 시나리오를 고려할 수 있으며, CRUISE M 배터리 테스터를 통해 쉽게 계획하고 실행할 수 있습니다.
따라서 SEI 층 성장 또는 분해와 같은 노후화 현상과 리튬 도금 또는 기타 노후화 메커니즘을 배터리의 전체 수명 동안 정확하게 관찰할 수 있습니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 3: Battery Tester - setup of week profile and charging task
그림 3: 배터리 테스터 - 주간 프로필 및 충전 작업 설정

이번 FIRE M 버전에는 완벽하게 연결되지 않은 두 영역 간의 열 전달을 가능하게 하는 새로운 인터페이스 연결 방법이 포함되어 있으며, 이 새로운 인터페이스는 일치(Conform)과 비일치(Non-conform) 방식으로 모두 생성될 수 있습니다. 또한 두 접촉면 사이에 열 접촉 저항을 도입하는 것도 가능합니다. 느슨한 접촉 인터페이스를 사용하면 일치하는 다중 도메인 메싱을 적용하지 않으므로 결합된 면 사이에 작은 간극이 존재할 수 있습니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 4: Small gap at busbars connected using loose contact option
그림 4: 느슨한 접촉 옵션을 사용하여 연결된 버스 바(Busbar)의 작은 간격

전기 작동 조건에 대한 새로운 formular 기반 옵션을 통해 온도, 충전 상태 또는 양극 전위에 따라 작동 전류를 지정할 수 있습니다. 이 세 번째 옵션인 "Load steps" 및 "Profile" 옵션 외에도 "Formula"은 모든 사용 가능한 모델 유형(전기화학, 전기열 및 Batemo)과 결합이 가능합니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 5: Temperature and SoC dependent current profile using the formula option
그림 5: Formular 옵션을 사용하는 온도 및 SoC 종속 전류 프로필

이번 버전에서는 원통형 셀 모듈과 3D 결과를 표시하는 기능에 여러 가지 성능 개선 사항이 추가되었습니다. 

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 6: Battery Module -cCylindrical - time-based 3D results
그림 6: 배터리 모듈 - 원통형 - 시간 기반 3D 결과

병렬 셀을 클러스터링하는 옵션을 사용할 수 있는 새로운 셀 클러스터링 방법론이 제공됩니다.

개별 파우치(또는 기둥형) 셀을 연결하는 버스바의 충격을 처리할 수 있도록 CRUISE M의 배터리 모듈 구성 요소가 확장되었습니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 1:Battery Module Busbars – Activation, parametrization and results
그림 7: 배터리 모듈 버스바 - 활성화, 매개변수화 및 결과

이번 CRUISE M 버전에서는 배터리 모듈 구성 요소에 새로운 기능이 추가되어 벤팅 가스를 형성하는 문제를 다룹니다. 벤팅 트리거 온도와 주어진 벤팅 가스 질량 흐름을 기반으로, 배터리 모듈 구성요소의 벤팅 모델은 전용 가스 흐름 연결을 생성합니다.

Battery - From Cell to Pack R1 2023 - Figure 8: Venting parameterization and related results
그림 8: 벤팅 매개변수화 및 관련 결과