前言

近年來在能源技術(shù)變革以及以特斯拉公司為首的新興科技企業(yè)帶動下，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了爆發(fā)性增長。動力電池是新能源汽車的核心之一，其需求受新能源汽車產(chǎn)銷量拉動同樣急劇增長。國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模不斷擴(kuò)張。目前國內(nèi)電池行業(yè)經(jīng)歷了前期野蠻式發(fā)展后，正在進(jìn)入加速洗牌期，制約電池行業(yè)發(fā)展的設(shè)計能力水平亟待提升。同時國家也頒布了一系列強(qiáng)制性關(guān)于新能源電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對電池企業(yè)的設(shè)計水平提出了越來越高的要求。更重要的是，市場激烈的競爭使得電池設(shè)計周期也越來越短，傳統(tǒng)的試驗(yàn)測試方法不僅時間周期長，而且花費(fèi)昂貴，因此電池企業(yè)越來越多地將仿真技術(shù)應(yīng)用在電池設(shè)計流程之中。
ANSYS公司是目前世界上的仿真技術(shù)公司，從1970年成立至今,一直專注于仿真領(lǐng)域的研發(fā)和推廣。目前ANSYS公司產(chǎn)品覆蓋了結(jié)構(gòu)、流體、電磁、光學(xué)、系統(tǒng)、嵌入式軟件、芯片以及增材制造等多個領(lǐng)域，致力于為客戶提供完整的技術(shù)解決方案。ANSYS公司旗下眾多軟件可解決電池行業(yè)的不同維度仿真問題，其中尤其以ANSYS Fluent和ANSYS Mechanical應(yīng)用廣，F(xiàn)luent聚焦于電池工作過程中的流動、傳熱、電化學(xué)、熱電耦合和熱失控等場景仿真，Mechanical聚焦于電池工作過程中的強(qiáng)度、振動、疲勞、擠壓、碰撞、跌落等場景仿真。ANSYS Fluent和ANSYS Mechanical因其強(qiáng)大的功能和良好的應(yīng)用性在全球各大電池廠家均有深度應(yīng)用。本系列書共有兩本，其中《ANSYS 電池仿真與實(shí)例詳解流體傳熱篇》以Fluent為主體，另一本《ANSYS電池仿真與實(shí)例詳解結(jié)構(gòu)篇》以Mechanical為主體，分別從兩大物理域來詳細(xì)闡述ANSYS電池解決方案。
以Fluent為主的《ANSYS電池仿真與實(shí)例詳解流體傳熱篇》，介紹了ANSYS軟件在電池流體仿真的案例應(yīng)用，包含了鋰電池流體仿真和燃料電池流體仿真兩個部分。從流體仿真的基礎(chǔ)流程到具體場景的特殊應(yīng)用，書中都將一一闡述清楚，讀者可以了解到Fluent軟件針對新能源行業(yè)仿真要求做的一些友好和高效的設(shè)定，以便得到更好的仿真結(jié)果。
以Mechanical為主的《ANSYS電池仿真與實(shí)例詳解結(jié)構(gòu)篇》，從力學(xué)分析基本理論與工程應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合的角度，介紹了ANSYS軟件在新能源電池包行業(yè)中結(jié)構(gòu)仿真的案例應(yīng)用，包含電池包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真和疲勞仿真兩個部分。以理論知識為輔，以具體軟件案例操作為主，講述了電池包結(jié)構(gòu)仿真的思路以及具體實(shí)施過程，可以很好地幫助讀者理解從理論知識到行業(yè)要求和標(biāo)準(zhǔn)，再到實(shí)踐的具體過程。
盡管本書講到了部分Fluent和Mechanical的基礎(chǔ)知識，但并不全面，主要是為了幫助讀者系統(tǒng)性學(xué)習(xí)電池仿真技術(shù)做鋪墊。因此，讀者在閱讀本書前需要掌握Fluent和Mechanical的基礎(chǔ)應(yīng)用，或系統(tǒng)地參加過相應(yīng)基礎(chǔ)培訓(xùn)課程。
為方便讀者學(xué)習(xí)，本書所有的幾何模型、網(wǎng)格、算例、測試數(shù)據(jù)以及定制的jou文件均置于以下鏈接的百度網(wǎng)盤中，鏈接：https://pan.baidu.com/s/10fPHjuUTxwWY7H7WgCU0MQ，提取碼：qI4j。

序

目前我國正經(jīng)歷從中國制造到中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)型期，也是處于充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇的經(jīng)濟(jì)大環(huán)境背景下。邁入國家十四五規(guī)劃，堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，全面塑造發(fā)展新優(yōu)勢、加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國等一系列指導(dǎo)方針給我們指明了發(fā)展的方向。
企業(yè)要想在越來越短的設(shè)計周期里設(shè)計出更創(chuàng)新更有競爭力的產(chǎn)品，就必須依靠數(shù)字化技術(shù)，尤其是工程仿真技術(shù)來優(yōu)化和創(chuàng)新產(chǎn)品，新能源動力電池行業(yè)同樣如此。因此越來越多的電池企業(yè)認(rèn)識到工程仿真的重要性，不斷加強(qiáng)應(yīng)用水平和拓展應(yīng)用場景，希望借此來提升企業(yè)的行業(yè)競爭力。大量的產(chǎn)品研發(fā)及工程案例證實(shí)，工程仿真技術(shù)的使用已經(jīng)成為企業(yè)研發(fā)不可或缺的手段和工具。
工程仿真是一件復(fù)雜的工作，工程師不但要有豐富的理論知識和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要掌握多種不同的工業(yè)軟件。與發(fā)達(dá)國家相比，我國電池行業(yè)仿真的應(yīng)用成熟度還有較大差距，如何快速培養(yǎng)出有技能、有經(jīng)驗(yàn)的仿真工程師對于推動電池行業(yè)快速發(fā)展有重大意義。
ANSYS作為的工程仿真軟件供應(yīng)商，為電池行業(yè)提供了完善且成熟度極高的通用軟件及配套的解決方案，并且專門針對電池行業(yè)的特點(diǎn)制作了電池行業(yè)的實(shí)踐集。因此對于正在從事和有意從事電池仿真行業(yè)的工程人員來說，選擇業(yè)內(nèi)領(lǐng)先、應(yīng)用廣泛、前景廣闊、覆蓋面廣的ANSYS產(chǎn)品作為仿真工具，無疑將為您的職業(yè)發(fā)展提供重要助力。
為滿足讀者的仿真學(xué)習(xí)需求，ANSYS與機(jī)械工業(yè)出版社合作，聯(lián)合國內(nèi)多個領(lǐng)域仿真的專家，出版了《ANSYS電池仿真與實(shí)例詳解流體傳熱篇》和《ANSYS電池仿真與實(shí)例詳解結(jié)構(gòu)篇》兩本書，覆蓋了ANSYS軟件在電池共軛傳熱、電化學(xué)、水管理、熱失控、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變、振動模態(tài)、擠壓碰撞、針刺跌落、疲勞壽命等常見鋰電池或燃料電池仿真場景的具體應(yīng)用。
作為工程仿真軟件的領(lǐng)導(dǎo)者，我們堅信，培養(yǎng)用戶走向成功，是仿真驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)計創(chuàng)新驅(qū)動行業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。

孫志偉
ANSYS公司副總裁，大中華區(qū)總經(jīng)理