提升高性能电动汽车：电池仿真的力量

McMurtry Spéirling PURE VP1 是该初创公司破纪录的 Goodwood 汽车的客户版本，是使用 About:Energy 的电池模拟工具开发的。 （图片来源：麦克默特里）

在当今的电动时代，“高性能”的定义正在被改写，电动跑车、超级跑车和超级跑车不断突破曾经被认为不可能达到的极限。令许多人惊讶的是，即使是一级方程式赛车也通过在赛车运动的顶峰集成混合动力电动系统来拥抱电气化。每一次令人惊叹的 0 至 60 英里/小时速度或破纪录的单圈都由精心设计的电池系统提供支持。这种精度越来越多地由仿真技术驱动。

电池开发仿真已成为一种革命性工具，使工程师能够更快、更高效、更低成本地设计高性能电动汽车。通过将先进的软件与准确的电化学数据相结合，汽车制造商现在可以在虚拟环境中开发和优化电池系统，从而降低风险、缩短开发周期，并使车辆更快地上路和赛道。

About:Energy 与 McMurtry Automotive 所做的工作就是电池模拟的有效性的一个例子。可以肯定地说，这支经验丰富的团队凭借其 Spéirling 超级跑车在某种程度上震惊了世界，在 2022 年古德伍德速度节上创纪录地从 0 加速到 60 英里/小时仅需 1.4 秒。但除了引人注目的性能之外，最令人印象深刻的壮举可能是幕后发生的事情：使用尖端的电池模拟工具，McMurtry 将长达数月的电池组设计过程压缩为短短几周，这意味着减少了超过70%。

关于：能源实验室中的高级建模工具可帮助工程师分析电池性能数据。 （图片：关于：能源）

像 Spéirling 这样的高性能电动汽车必须应对比更传统的公路电动汽车更高的物理要求和负载。它们必须承受极端的加速度、快速的放电和充电循环以及持续的高热负载，所有这些都会给电池和系统带来巨大的压力。满足这些需求需要在开发阶段具有更大程度的信心和精确度，而仿真恰恰可以满足这一点。

麦克默特里的工程团队着手构建一个电池系统，该系统可以提供最大功率，同时保持在安全的热和电气限制范围内。他们的目标是同步温度和充电状态 (SoC)，以便两者同时接近其操作阈值。实现这种微妙的平衡意味着在开发早期模拟热和电行为，这在投入昂贵的原型之前实现这一点非常重要。通过仿真，他们可以对压力下的系统行为进行建模和优化，从而以最少的停机时间实现最佳性能。

电池选择很重要

关于：Energy 在其模拟中使用原理图图像，例如电池组模型的图像。 （图片：关于：能源）

这一成功的基础之一是他们对电池的选择。 McMurtry 使用 Molicel 的 P50B，这是一种高性能电池，以其罕见的高能量密度和低内阻组合而闻名。在高功率应用中，内阻是一个关键因素，因为它决定了电池受力时会产生多少热量。许多高容量电池会产生过多热量，无法在赛车环境中使用，但 P50B 的低电阻使其成为这种情况下的理想选择。

工程师可以对 About:Energy 的电池仿真模型进行编程以优化性能。 （图片：关于：能源）

仿真使 McMurtry 能够将 P50B 快速集成到汽车的架构中。工程师可以虚拟地测试冷却系统、电池寿命和充电策略，而无需构建单个物理组件。像这样的虚拟优先方法有助于优化电池组和车辆的整个能源管理系统。

模拟的好坏取决于所提供的数据，因此准确性对于模拟的成功至关重要。这就是为什么通过详细的电化学拆卸和广泛的实际测试开发的高保真电池模型如此有价值。这些模型可以在各种操作条件下精确预测电池性能，包括赛车和其他高压力环境中典型的极端“使用和滥用”场景。

McMurtry 的团队将这些先进模型集成到他们的工作流程中，运行详细的热、生命周期和性能模拟。准确性非常高，结果可以直接与现实世界的轨迹数据进行比较。这种紧密的反馈循环允许快速、数据驱动的原型设计改进，缩短开发时间并增加对最终产品的信心。

在更多地方进行更多模拟

简介：能源工程师对电池进行驾驶循环测试，以模拟真实的电动汽车性能。 （图片：关于：能源）

虽然仿真是释放电池开发价值的强大工具，但它在整个行业的大部分领域仍未得到充分利用。像 McMurtry 这样在赛车运动领域拥有悠久历史的公司，凭借其深厚的内部专业知识，能够利用这些先进的工具。关于：能源正在帮助改变这一现状。通过降低准入门槛并简化高保真模型的获取，汽车、航空、无人机和航天领域的公司现在可以更早地将仿真引入其开发过程，从而创造公平的竞争环境并加速创新。

这种转变很重要。在虚拟环境中探索更广阔的设计空间的能力正在改变工程师的工作方式。它允许团队测试新概念、材料和细胞化学，而无需致力于物理原型。对于麦克默特里这样规模较小、敏捷的公司来说，这是一个游戏规则改变者，这些公司通常在预算和时间紧张的情况下运营。虚拟测试使他们能够更快地行动、降低风险并与更大的制造商竞争。

其影响远远超出了赛道范围。电池仿真正在帮助团队在快速充电、热管理和系统安全方面做出更明智的决策。它支持更快地集成新的细胞格式和化学物质，这对于创新周期只会加速的领域至关重要。

曾经的专业能力现在正在成为现代电动汽车开发的基石。仿真提供速度、准确性和灵活性，这些品质对于在先进电气化领域保持竞争力至关重要。

对于领先的公司来说，模拟不仅仅是一种工具。它是一个战略推动者，将大胆的想法转化为高性能机器，重新定义电动汽车的目标。随着行业的不断发展，仿真仍将是一股至关重要的力量，帮助工程师突破电池技术的极限，更快地接近未来。

Kieran O’Regan 是 About:Energy（英国伦敦）的联合创始人兼首席增长官。如需了解更多信息，请访问此处。