ゼロからはじめるバッテリーシミュレーション ～車載状態を模擬した解析～ 第6回

「充放電時の発熱特性を予測する解析モデルの開発」をテーマにお届けしている「ゼロからはじめるバッテリーシミュレーション」の第6回です。本稿では、第5回で構築した解析モデルを基に、実運用下における内部の各層の厚みの変化による機械的なストレスを検証し、必要な拘束力を予測します。

拘束なしでは中央が膨らんでいるのに対し、側面を拘束しているため、拘束ありではほとんど変形していません。
図3の右側のコンター図は厚さ方向のひずみ量として、濃いピンクが膨張、青が収縮している結果です。内部の断面を見ると、拘束なしでは負極合材層が膨らんでいるのが分かります。
一方で、拘束ありではセパレータが収縮していることが、一番右のセパレータのみを表示したコンター図からわかります。これは側面を拘束したことで最も剛性が低いセパレータが収縮してエネルギーバランスを保った結果と考えられます。

膨張による変形量を数値化した図4のグラフからも、拘束なしではセパレータはほとんど収縮していませんでしたが、拘束ありでは大きく収縮していることがわかります。
なお、完全拘束させたときの腹方向の反力は1.347kNとなっており、必要な拘束力も予測することができます。

ゼロからはじめるバッテリーシミュレーション第6回は、第5回で構築した解析モデルを基に、実運用下における内部の各層の厚みの変化による機械的なストレスを検証し、以下を紹介しました。

• 第5回で構築した解析モデルを基に、車載状態を模擬した解析モデルの作成
• 拘束有り無しでの変形量の変化と完全拘束に必要な拘束力の予測