2011/6/1 人とくるまのテクノロジー展2011年EV・HEVワークショップ パシフィコ横浜 展示ホール 2011 5月20日 午後１時～1時４５分 COMSOL Multiphysicsへの期待 COMSOL Multiphysics COMSOL Multiphysicsによる 複合的現象の数値シミュレーション 汎用有限要素解析ソフトウェア(FEM) COMSOL社製（スウェーデン） 現在のVersion= 4.1 複合的物理現象（マルチフィジックス）の解析を 目的として開発されてきており いろいろな連成現象を取り扱いやすい。 製品構成 橋口 真宜 計測エンジニアリングシステム株式会社 http://www.kesco.co.jp/ リチウムイオン電池 偏微分方程式（PDE)ベースのモデリング環境 ①基本モジュール （PDEを含む） PDEによって新規の方程式や境界条件な どを追加可能 ②専門分野別モジュール 未知数 電解質電位 phil 電解質塩濃度 cl 電位 phis ① ② 1次元モデリング 負極 電解質 正極 100e-6[m] 52e-6[m] 183e-6[m] #6 パラメータ＋演算式による形状表現可 0,L_neg,L_neg+L_sep,L_neg+L_sep+L_pos 1 2011/6/1 リチウムイオン電池 電解質 電解液 1:2 EC:DMC 塩 LiPF6 導電率は濃度に依存。実験値を使用（１）（ #７ 表で定義可） 電極（多孔質、球状粒子の影響を考慮） 負極 グラファイト(LixC6) 、0[V]に固定。 正極 LiyMn2O4、電流密度を規定。 平衡電位は濃度に依存。実験値を使用（２）（ #７ 表で定義可） 導電率（１） 負極平衡電位（２） （正電極も同様） 電解質部分の設定 温度T=298[K] 一定 電解質導電率[S/m] Kl(cl*0.001)として表関数Klを利用 電解質塩拡散の設定 Dl 7.5e-11[m^2/s] t_plus 0.363 正極平衡電位（２） Lithium-Ion Battery(liion)によるモデリング 負電極の設定 Lithium-Ion Battery(liion)によるモデリング Lithium-Ion Battery(liion)によるモデリング 電位に関する境界条件 GND 電流密度 i_disch*disch_on +i_charge*charge_on #7 放電・充電パターンの式表現 （step関数の利用） Butler-Volmer step1の関数形 2 2011/6/1 Lithium-Ion Battery(liion)によるモデリング 正電極 電池内部 電流密度（規定） Lithium-Ion Battery(liion)によるモデリング スパイラル形状作成 2次元への拡張 塩の濃度分布 多孔質電極 固体電極（アルミニウム、銅） ステップ上の電流を規定 セル電位の時間変化 電解質電位分布(t=1e4[s]) 塩の空間濃度分布(t=1e4[s] 電位（セル電位） 電解質電位分布 燃料電池への応用 固体高分子形燃料電池（PEMFC） #8 モデル作成手順書を完備 燃料電池への応用 ３次元PEMFCの例 メッシュ 電流－電位曲線 3 2011/6/1 燃料電池のセルスタックの熱膨張 電磁波源による物体加熱 ピエゾ素子による音波の発生 COMSOL お問い合わせ 計測エンジニアリングシステム株式会社 第一営業部 加藤 電話：03-5282-7040 FAX：03-5282-0808 住所：〒 101-0047 東京都千代田区内神田1-9-5 井門内神田ビル5Ｆ URL: http://www.kesco.co.jp/ e-mail : [email protected] COMSOLカンファレン 発表事例集CD 無料セミナー・無料トライアル配布 受付中!! お気軽にお問い合わせ下さい 4
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