据外媒报道，数字现实解决方案提供商Hexagon宣布推出新型电池单元设计解决方案，该解决方案将Fraunhofer ITWM的电化学仿真技术与Hexagon的多物理材料仿真和计量软件相结合，可显著加快新型电池单元研发计划。
图片来源：Hexagon
将新型电池单元产品推向市场非常复杂且耗时。研发过程漫长，包括使用第一性原理模拟进行实验设计（DoE）以发现新的电化学设计，并通过实验室中的物理反复试验进行测试。电池制造过程中有许多步骤不仅会影响废品率，还会影响电池的性能。
Hexagon的新型电化学电池设计解决方案将Fraunhofer ITWM的电池和电化学仿真工具（BEST）求解器集成到Hexagon的数字材料套件中，从而能够高效地探索电池设计中的多物理场，同时考虑制造工艺的影响。
这个“虚拟实验室”具有显著的成本和生产效率优势。通过单一用户界面，客户可以从嵌入式电池材料库中对电极的微观结构进行建模，直至电池的完整组装（电解质、隔膜、活性材料、粘合剂、集电器），并探索材料特性和电池微观结构变化的影响，包括：
通过选择合适的材料和配置（包括粒度分布和碳粘合剂分布），提高能效、使用寿命和最佳充电协议等性能。
检查制造过程如何影响电池微观结构，包括使用Hexagon强大的VGSTUDIO MAX 3D计量软件通过CT扫描对制造电池的内部结构进行逆向工程的能力
研究电池老化和电池设计的安全影响，为电池管理系统的最佳充电协议的创建提供参考
材料与平台高级总监Guillaume Boisot表示：“由于材料与电化学设计、机械设计和制造工艺之间存在复杂的权衡，因此电池的设计和开发面临重大挑战。这一复杂过程的大部分过程过去都依赖于反复试验，但通过与Fraunhofer ITWM的合作，我们相信我们可以帮助研发团队追求性能更好的电池单元设计，并通过原型的快速反馈更快地开发它们。”
Hexagon多物理部门副总裁Subham Sett补充道：“电池性能和质量是竞争优势，尤其是在汽车市场。我们在热管理和失控模拟方面投入了大量资金，有了这一新功能，我们相信我们可以帮助制造商在设计流程左移的过程中更全面地了解这些多物理相互作用。”
Fraunhofer ITWM的Jochen Zausch博士评论道：“此次合作将我们高度信赖的BEST电池电化学求解器功能带入Hexagon的创新材料建模软件中，我们期待通过这种全面的模拟工作流程帮助更快地推动新电池创新。”
新解决方案将Frauenhofer ITWM的BEST求解器集成到Hexagon的Digimat材料行为建模软件中，该软件是其HxGN数字材料套件的一部分。通过单一用户界面，用户可以使用Fraunhofer ITWM先进的电化学建模技术模拟常见锂离子电池配置以及锌和钠电池化学成分的电池组成微结构、电解质、隔膜、活性材料、粘合剂和集电器的电化学性质。
Digimat包含一个常见材料属性库，可以在软件内或使用Hexagon的MaterialCenter和Materials Connect材料数据管理软件进行扩展。VGSTUDIO MAX也可以从CT扫描分析中导入微观结构，从而直接在Digimat中创建微观结构。
此外，电池设计团队可以应用在Digimat中开发的微观结构模型来进一步研究机械性能表征。代表性体积元素（RVE）可以用来评估宏观尺度的材料行为，通过将简化的Digimat材料模型嵌入到相关的机械分析软件中，扩展模型对电池进行结构分析的能力。通过这种方式，机械工程师可以评估果冻卷的机械性能，以基于准确的材料特性优化电池的机械设计和安全性。
