CFDとシステムシミュレーションを活用したEV用電池の熱暴走予測

カーボンニュートラル社会の実現に向けて、電気自動車（EV）の普及が進んでいます。そのため、安全性、効率性、費用対効果を考慮した設計がより重要となってきています。リチウムイオン電池は、現在のEVの主流となっている電池ソリューションですが、動作時の熱条件によりパフォーマンスが左右されやすく、センシチブな管理が要求されます。そのため、電池の電気化学による発熱や内部抵抗と冷却、およびEVの冷却システムなどを考慮した電池パックの熱シミュレーションは、設計段階において最も重要なものとなっています。

Hexagonは、高速で安定したCHT（共役熱伝達）計算を含む熱流体機能で知られるCFDソリューション、Cradle CFDを提供しています。Maplesoftは、複雑なエンジニアリング設計プロジェクトに適した効果的なシステムレベルのモデリングソリューションであるMapleSimを提供し、EVの完全な冷却システムを考慮したバッテリー動作環境の予測に対応しています。

FMIフレームワークに基づき、Cradle CFDとMapleSimは、バッテリーセルの熱源とEVバッテリーモジュール内の熱の状態を正確に連成解析（Co-Simulation）し、予測します。

• 3次元流体解析（Cradle CFD）と1次元システムソリューション（MapleSim）によるCo-Simulation
• 電池モジュールの熱管理（CHT)
• 電池モジュールの熱暴走とその伝播（可燃性ガスを含む）