システムシミュレーション

リチウムイオン2次電池解析ツール GT-AutoLion

概要

GT-AutoLionは、米国Gamma Technologies社によって開発されているリチウムイオン電池性能シミュレータで、熱・電気化学反応による物理モデルベースの解析手法を用いるため、実験・測定を行うことなく、早く安全にリチウムイオン電池の電気特性・温度特性などの電池性能予測をお手持ちのパソコン上で行うことができます。

キーワード:設計・解析サービス、1D CAE、1次元シミュレーション、モデルベース開発(MBD)

特徴

GT-AutoLionは、リチウムイオン電池のシミュレーションソフトウェアで、リチウムイオンセル内の電気化学プロセスを予測的に解くことができ、高速で信頼性の高い電気化学シミュレーションを実現します。
実測では計測できない動作条件下などを含むあらゆる条件において、リチウムイオン電池の性能や寿命特性を予測することができます。また、包括的な電気化学材料データベースが含まれているため、電気化学的特性の実験室試験の負担を軽減します。

セル設計エンジニアや研究者が実施される様々な電池化学の適用性を評価するために、 スタンドアロンでGT-AutoLionをご利用いただくことができます。また、GT-SUITEライセンスと合わせてご利用いただくと、GT-AutoLionの電気化学モデルで求めたバッテリーの発熱量やバッテリー出力、SOCを、GT-SUITEライセンスで作成されたシステムレベルの車両モデルや熱マネージメントモデルに受け渡して、相互に影響する計算を行うことが可能です。


■電気化学反応・熱プロセスの連成モデルを実装
リチウムイオン電池内部で起こる電気化学反応は、温度の影響を強く受けます。また、電池温度は充電・放電に伴う電気化学反応における発熱に応じて変化します。さらに、リチウムイオン電池は適正な温度から外れると急速に劣化するため、温度管理が重要です。このため、リチウムイオン電池性能を予測するモデルは、この電気化学反応プロセスと熱プロセスを同時に考慮した支配方程式を連成させて解く必要があります。
AutoLionは、リチウムイオンセル内の熱・電気化学プロセスを物理モデルベースで予測的にモデル化します。また、その高速で信頼性の高い電気化学シミュレーションは、あらゆる動作条件下での、あらゆるリチウムイオン電池の熱・電池性能などの予測に役立ちます。

■EV工学に適切な最新鋭の物性データベース
・正極は8種類、負極は3種類のそれぞれ典型的な正極材・負極材のデータベース
・広範囲の濃度や温度などにおける精度の高い物性データ
・電極の物質を混合させて電池の性能を調査

■劣化モデル
GT-AutoLionには劣化予測モデルが搭載されており、一般に劣化の要因といわれるフィルム層の成長、リチウムの析出、リチウムイオンが電極を出入りすることによる電極結晶構造の破損といった物理現象を考慮することができます。このため、新品状態から徐々に劣化してゆく様子を再現することができ、劣化の段階に応じて、バッテリー容量や充放電特性の変化を予測することができます。

■様々な連成機能

■バッテリーモデルと電池特性ツール

■劣化・寿命モデル
GT-AutoLionでは、以下の劣化・寿命モデルを実装しています。これらのモデルによって、リサイクル運転や経年による劣化、電力の劣化を物理モデルとして予測することができます。


GT-AutoLionは、Gamma Technologies, LLCにより開発されました。









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