达索系统（DassaultSystèmes）旗下的SIMULIA多物理场仿真平台是业内领先的工程仿真解决方案，尤其在新能源汽车电池热管理与碰撞安全分析领域具备显著技术优势。以下从技术架构、应用场景及行业价值三个维度展开解析：
一、技术架构与核心模块
SIMULIA平台以多物理场耦合仿真为核心，整合了Abaqus、CST、PowerFLOW等工具，构建了覆盖电池全生命周期分析的数字化闭环：
1.AbaqusFEA：主导结构力学与热-力耦合分析，支持电池包在极端工况下的形变、应力分布及热膨胀预测。
2.PowerFLOWLBM（格子玻尔兹曼方法）：基于高精度流体动力学算法，模拟电池组散热风道设计、液冷系统效率及热失控时气体扩散路径。
3.CST电磁套件：用于电池内部短路引发的电磁干扰（EMI）及热源定位分析。
4.Isight多学科优化：集成参数化建模与AI算法，实现热管理策略与碰撞安全设计的联合优化。
二、电池热管理仿真关键技术
1.电化学-热耦合建模
通过用户自定义材料（UMAT）嵌入电芯产热模型（如Bernardi方程），精确模拟充放电循环中产热、散热动态平衡，识别热失控临界点。
2.多尺度散热拓扑优化
采用TOSCA结构优化引擎，在保证机械强度的前提下，对液冷板流道构型、相变材料（PCM）分布进行轻量化设计，降低系统能耗15%以上。
3.热失控传播预测
结合AbaqusExplicit瞬态求解器与化学反应动力学模型，模拟单个电芯失效引发的连锁反应，量化阻燃隔层材料对热蔓延的抑制效果。
三、碰撞安全分析创新实践
1.多层级结构耐撞性验证
•电芯层级：基于Abaqus的Johnson-Cook材料模型模拟穿刺、挤压工况下的内部短路机理。
•模组层级：采用Cohesive单元模拟焊接点失效，评估机械预紧力对结构完整性的影响。
•系统层级：结合SPH（光滑粒子流体动力学）方法，仿真整车碰撞时电解液泄漏路径与起火风险。
2.随机振动与疲劳寿命预测
利用FE-SAFE进行电池包在道路载荷谱下的疲劳损伤累积分析，优化吊耳位置与螺栓预紧力，延长使用寿命20%-30%。
3.虚拟安全测试合规性
内置UNR100、GB38031等法规工况模板，自动生成碰撞加速度曲线与侵入量报告，缩短认证周期40%。
四、行业应用价值量化
1.研发成本优化：通过虚拟样机替代物理试验，减少80%以上原型测试次数，单车型开发成本降低500万美元。
2.安全性能提升：典型案例中，某车企采用SIMULIA优化电池箱体结构，侧碰侵入量减少22%，热失控触发时间延迟17秒。
3.低碳化赋能：云端高性能计算（HPC）集群支持千核并行计算，单次全模型碰撞仿真耗时从72小时压缩至4小时，助力企业ESG目标达成。
五、技术演进方向
1.数字孪生驱动预测性维护：融合IoT实时数据与仿真模型，动态预警电池健康状态（SOH）。
2.量子计算加速：探索量子算法在分子动力学层面的材料劣化模拟，突破传统计算瓶颈。
3.AR/VR可视化：通过3DEXPERIENCE平台实现仿真结果沉浸式交互，加速跨部门协同决策。
SIMULIA平台正通过多物理场融合、智能算法增强及云端协同三大技术路径，持续推动新能源汽车电池系统向更高安全性与能效比演进。如需特定场景技术实施方案，可进一步提供模块配置与验证流程细节。
