鉅大LARGE | 點擊量：828次 | 2021年12月25日
美國ORNL公布開放架構 優化動力鋰電池設計
美國能源部屬下橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的科學家近日研發出一種靈活、強大以及計算可擴展的開放式架構，集成了多物理場和多尺度電池模型。
虛擬集成電池環境（VIBE）項目由JohnTurner博士主導，該項目允許研究人員在將電池應用于電動汽車之前，根據不同的模擬情景對鋰離子電池進行測試。
整個過程分為充電、熱交換、電化學反應及機械應力等物理現象，包括在電極（陰極和陽極）的多孔三維結構下相互用途；固體電解質或液體電解質體系；其它電池分量。
電動汽車電池計算機輔助設計項目（CAEBAT）的目標是將現存的和新開發的電池設計成套件，并縮短設計周期，優化電池結構，從而提升電池性能及安全性，延長電池使用壽命以及降低電池成本。
VIBE還具有以下特點：開放式架構軟件（OpenArchitectureSoftware，簡稱OAS），能夠為不同電池分量間的相互用途和編排供應基于python的計算架構；BatML作為一種為電池充電以及格式轉換器的XML標準；BatteryState，電池分量間交換信息的文件標準；ICE則集成計算環境，供應一種用戶環境來簡化建模和可視化電池的工作流程。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以下是相關的不同程度耦合的電流分量（部分仍處于開發階段）：
電化學：NTG、DualFoil、AMpERESpseudo-2D、AMpERESSingleparticle、AMpERES3D、NREL’smode、Cantera1DElectrode(Sandia)、Fluentparticlemodel(CSM/ANSYS)；
熱學：AMpERES3D、Star-CCM;ANSYS；
電氣：AMpERES3D、Star-CCM;ANSYS
力學：EpIC、LS-Dyna、LIGGGHTS/LAMMpS；
成本模型：ANL；
美國ECpower公司開發的Autolion軟件
2010年美國能源部開始研發上述項目，橡樹嶺國家實驗室于2012年公布了限量版軟件，后于2014年更新了增強物理性能和可用性版本的軟件。
最新的軟件包括易用配置、安裝、啟動、后期處理功能以及標準化的輸入和物理組件信息交流，并含有一套獨特工具用來執行模擬耦合電化學-電力-熱力的多物理場（安培）。
雖然新軟件程序較為復雜，但是其并不要龐大的計算資源來運行。此外，該軟件可使用戶可以提交參數掃描分析或優化案例，從而能夠通宵運行，讓用戶在白天專注于分析數據和解決問題。
總之，這些功能可幫助用戶分析具體的鋰離子電池設計要求，以及讓電池成本更低、安全性更高、壽命更長、性能更強。
目前虛擬集成電池環境可以從CAEBAT網站上下載，而橡樹嶺國家實驗室的研究人員也可以向用戶供應服務支持。
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