新能源汽車電池是新能源汽車的三大核心技術(shù)之一，被譽(yù)為新能源汽車的心臟。按照電池的工作性質(zhì)和貯存方式，可以劃分為兩大類：蓄電池和燃料電池。

　　蓄電池，又稱為二次電池，即可充電電池，如鉛酸蓄電池、鎳基電池、鋰電池、空氣電池等；燃料電池，即活性材料在電池工作時(shí)才連續(xù)不斷地從外部加入電池，如氫氧燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池等。

新能源汽車電池領(lǐng)域的應(yīng)用案例

鋰離子電池仿真

　　ANSYS Fluent的電池模塊可以自動(dòng)探測(cè)電池連接模式（串/并聯(lián)），流動(dòng)、熱和電化學(xué)完全耦合在一起進(jìn)行計(jì)算，具有非常好的計(jì)算精度和穩(wěn)健性。該模塊內(nèi)置三個(gè)電化學(xué)模型，既有基于經(jīng)驗(yàn)的模型又有基于物理的模型，而且支持用戶使用UDF自定義電化學(xué)模型。

ANSYS Fluent的電池模塊

　　ANSYS公司在美國能源部的計(jì)算機(jī)輔助工程用于電動(dòng)車電池設(shè)計(jì)（CAEBAT）項(xiàng)目中，聯(lián)合通用汽車、國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室、ESim，共同開發(fā)、測(cè)試、驗(yàn)證、完善了該電池模塊。

　　對(duì)于具有復(fù)雜串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池模組，可以仿真在復(fù)雜充放電循環(huán)工況下的瞬態(tài)放熱特性。

具有復(fù)雜串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池模組

電芯的結(jié)構(gòu)

電芯表面溫度分布

通用汽車圓柱型鋰離子電池包結(jié)構(gòu)

電池包內(nèi)的流線及電芯表面的溫度分布

燃料電池仿真

　　ANSYS Fluent的燃料電池模塊能模擬質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池以及電解過程，該模塊自帶UDF來模擬電池內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)、電荷運(yùn)輸、氣體擴(kuò)散、水的運(yùn)輸、能量傳遞等，用戶也可以根據(jù)自己的需要，通過UDF來修改其中的模型。

ANSYS Fluent的燃料電池模塊

　　某用戶使用ANSYS Fluent的燃料電池模塊，仿真了一個(gè)質(zhì)子交換膜燃料電池，對(duì)PEMFC內(nèi)的溫度、壓力、濃度進(jìn)行考察。

左：模型網(wǎng)格；右：氫氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布

左：氣體的速度分布；右：電池的溫度分布

福特汽車和德爾福聯(lián)合進(jìn)行電池包熱管理的分析

　　福特汽車和德爾福合作進(jìn)行了電池包的熱管理仿真，優(yōu)化了電池包內(nèi)的氣流通道，提升了電池單體的溫度均勻性。

左：電池包的正視圖；右：截面速度云圖

電池包內(nèi)的氣流組織及溫度分布云圖