バッテリーパックシミュレーションでシステムのパフォーマンスを最大化する

バッテリーパックシミュレーションは、システム内におけるセル群の挙動（デューティサイクル全体にわたる電圧・電流・温度・充電状態）を予測します。エンジニアはこれを活用して、プロトタイプが存在する前の段階で冷却システムのサイジング、電流制限の設定、制御戦略の検証を行います。シミュレーションベースの開発は、プロトタイプを次々と製作する手法に比べてはるかに効率的です。また、シミュレーションでははるかに網羅的なテストが可能であり、現行設計に残存するエラーの発生確率を大幅に低減できます。パックモデルはセル、熱経路、制御を統合するものであり、その結果の妥当性はセルモデルの精度に依存します。

パックモデルは、セルモデルが提供する値を主に乗算・接続することで構成されます。高電流時や低温時にセル電圧が誤っていれば、直列接続のたびにその誤差が繰り返されます。熱についても同様です。セルの発熱量が誤っていれば、パック全体の温度が誤った値になります。インバーター、熱マネジメント、制御系は電圧と温度を読み取ります。そのため、誤った値はわずかな誤差にとどまらず、誤った制御判断につながります。シミュレーションは多くの場合、限界条件を対象としており、まさにその限界においてセルがシステム全体を制約します。セルモデルはその限界条件で正確でなければなりません。それがBatemo Cell Modelsの設計思想です。他のアプローチでは、これらの限界条件において十分な精度が得られないためです。

いいえ。等価回路モデルは、単純な素子で端子特性を模倣するものです。その構造は物理現象と一致しておらず、非線形性も適切に扱われません。フィッティングに使用した点は再現できますが、それ以外の条件では精度が低下します。低温・高出力・劣化した条件では、シミュレーション結果が単純に誤ったものになります。これはシステム開発において危険であり、シミュレーション結果への信頼性が損なわれます。したがって、等価回路モデルはシステム開発には使用すべきではありません。

バッテリー熱モデルは、セルが発生する熱量と、その熱がパック内でどのように広がり放散されるかを計算します。パック全体のシステム的な問題にはBatemo Cell Modelが適しています。すべての動作点におけるセルの熱放散を予測し、システムシミュレーション内の電気的挙動と連成させることができ、ほぼあらゆる問題に対して十分な精度を持ちます。セル内部の温度が大きく不均一になる場合にのみ、局所的なホットスポットを解析できるBatemo Cube Modelが必要となります。ただし、優れたパック設計はセルの温度均一性を目指すため、これは標準的なケースではありません。Cube Modelは詳細な検討に用いるモデルです。冷媒流れを伴う複雑なパック形状には、3D流体シミュレーションでモデルを実行できます。

Batemo Cell ModelsはMATLAB Simulink、MATLAB Simscape、Simcenter Amesim、AVL CRUISE M、AVL FIRE M、Elements、およびHexagon Cradle CFDとの統合機能を標準搭載しており、FMUとして一般的なすべてのシミュレーションツールで動作します。

198個の検証済みセルにわたり、モデルの中央値偏差は検証実験に対して0.8 %です。Batemoはモデルに保証を提供しています。より精度の高いバッテリーセルモデルをご提示いただければ、代金を返金いたします。すべてのモデルの精度は本ウェブサイトの各セルページで公開しており、すべてのモデルについて検証条件下での精度を詳細に示すExcelレポートを提供しています。