燃料电池多物理场仿真标准化体系的核心目的是充分发挥仿真技术在项目开发中的作用以及搭建一支专业的可持续发展的未势能源燃料电池仿真团队。

下文将从几个亮点，为大家解析未势能源燃料电池多物理场仿真标准化体系的具体细节。

燃料电池仿真并不是一个新鲜话题，国内外著名高校以及软件供应商都分别发布了与燃料电池仿真相关的学术成果和解决方案。但是，细究之后发现大多数仿真模型仅考虑了部分物理化学机理，如多孔层的气体扩散、催化层的电化学反应等，相比于燃料电池真实发生的复杂物理化学过程，仍然有些差距。

当然，并不是说仿真模型考虑的物理现象越多或者越详细就越好，同时还应考虑仿真模型的计算成本。模型越详细，虽然仿真精度越高，但是随之带来的计算时间成本却指数增加。因此，从工程角度来讲，对仿真模型的要求应该是：在有限计算周期的约束下，基于实际工程问题和目标，开发适合的仿真模型。

比如，针对燃料电池水淹问题，仿真模型必须要考虑液态水的生成、输运以及相变过程。基于上述理念，未势能源仿真团队开发了燃料电池3D水热管理仿真模型、燃料电池电堆冷启动过程仿真模型等，从而做到“对症下药”。

网格无关性也不是一个新鲜概念：网格越密，求解精度越高；当网格细密到一定程度，计算精度提高将不再明显，然而计算时间却指数倍增加。因此，目前行业普遍做法：在仿真之初先进行网格无关性研究，并且会根据几何模型不同部位的重要程度针对性地划分不同细密程度的网格，以满足计算精度的同时减少计算时间。

未势能源燃料电池仿真团队在上述方法的基础上，针对燃料电池的结构特点和模型机理，又进一步做了一系列更加细致的研究工作，包括双极板流道层流流动、MEA多孔介质组分输运、电化学反应与传热等的网格无关性研究，最终确定了燃料电池多物理场仿真的网格划分标准：复杂流道采用非结构化网格，规则MEA采用结构化网格，并对不同几何部位分别制定了相应最佳的网格尺寸，从而尽可能避免由于工程师经验差异导致的仿真结果差异问题。

多物理场仿真不可避免会涉及到各种材料，一些仿真工具也内置了材料库，比如ANSYS、AVL等。但是，对于燃料电池多物理场仿真来讲，当前软件内置的材料库是相当残缺的。这主要受限于燃料电池技术本身还没有成熟，以及软件供应商没有足够的能力和精力去测试各种各样材料的属性。

其实，材料库的搭建一方面有助于企业规范化管理材料数据，另一方面也有助于降低燃料电池多物理场仿真的难度和提高仿真的精度。尤其，对于未势能源这种自主研发膜电极的科技公司来说，为了确保仿真能够准确且高效地评价每一代膜电极的电化学性能以及与双极板的匹配效果，必须搭建自主的材料库。

谈起仿真，一个回避不了的话题就是如何保证仿真精度。对于燃料电池多物理场仿真来说，以燃料电池3D水热管理仿真模型为例，其包括CFD子模型、多组分扩散子模型、两相流子模型、传热计算子模型、多孔介质子模型、电化学反应子模型以及子模型之间的强耦合等，是非常复杂的。模型越多，输入参数越多，那么影响仿真精度的因素就越多，提高仿真精度的难度就越大。

未势能源燃料电池仿真团队采用系统工程加减法的方法，对仿真模型的输入参数，包括CAD结构参数、材料物性参数、反应动力学参数，进行了抽丝剥茧和系统总结，最终识别了燃料电池活化损失、欧姆损失以及扩散损失的主要影响参数，并根据其影响规律，制定了规范化的标定流程，将仿真误差控制在10%以内。

未势能源立志打造一支专业的可持续发展的燃料电池仿真团队。何谓专业，就是要求仿真人员应具备一定的学科理论基础、工程实践经验以及多种仿真工具的使用能力。何谓可持续发展，就是仿真团队人才梯度化，既有仿真专家的养成，又有新鲜血液的流入。相信，这也是行业先驱们已经在干或者正在干的事儿。

未势能源不仅欢迎优秀人才的加入，同时也注重人才的自我培养。针对人才培养，燃料电池仿真团队开发并编写了不同系列的仿真培训教材，包括：电化学仿真，CFD仿真、结构力学仿真等，教材形式包括：培训课件、培训模型以及培训视频，从而形成闭环的培训教材。基于闭环培训教材的自主学习，新员工可在极短时间内胜任各自岗位的工作职责。

“磨刀不误砍柴工”，一支优秀的仿真团队，不仅要修炼好内功，还应该具备仿真评价设计、优化设计、驱动设计的能力，就像一支训练有素的军队，来则能战，战则必胜！

诚然，未势能源燃料电池仿真团队现在以及未来都有很长的路要走，但是我们将一直坚持不懈地往前走。目前，我们已经将仿真技术应用到了燃料电池双极板流场设计、MEA选型、水淹分析、冷启动策略优化、寿命老化分析等实际的项目开发中。