背景链接：10月28日，多物理场耦合计算仿真学术研讨会暨COMSOL 2010用户年会在北京成功举办。记者借此机会采访到天津电源研究所副总工刘兴江博士，天津电源研究所（TIPS）作为我国电能源领域起步最早、规模最大、方向最全的电能源技术综合研究所，主要从事基础研究、技术开发和小规模生产。刘兴江博士向记者介绍电能源行业模拟仿真技术的同时，也展望了对电能源行业发展的看法。

天津电源研究所副总工刘兴江博士

一、 锂电池行业发展趋势
        中国的锂电池行业虽起步较晚，但发展迅速，已经成为国际上重要的锂电池生产国家。2008年的金融危机，却给中国锂电池行业带来了不可避免的冲击，一方面外销需求降低，内销需求不足，国产锂电池深陷库存积压困境；另一方面，中小企业现金短缺，无法维持持续的研发投入，核心技术相形见拙。

        金融危机洗礼下，以比亚迪、力神为首的具有自身研发背景的品牌阵营，更加注重研发投入，迅速进行产业升级；中端阵营具有一定经验、一定资金实力的供应商，在原有市场继续发力，但对新市场却表现出技术实力不足的弊端；山寨阵营大多以“维持生计”为经营理念，核心技术的匮乏使得他们更加步履维艰。三大阵营行业重组迫在眉睫。

        刘兴江博士介绍：锂离子电池产品大概分为三个梯次：第一梯次，以手机、数码相机用锂离子电池为代表，质量相差不大，技术含量不易体现，利润和前景都已日薄西山；第二梯次，以笔记本电脑、ipad用电池为代表，具备一定的技术含量，对容量、内阻、电压、耐久一致性也有一定要求，目前正在加紧发展；第三梯次，以电动力车和新能源用电池为代表，动力和储能的要求极高，对技术和生产管理的要求更高，但是相应市场前景也极大，是高水平研究、生产单位的发展方向。这三个梯次中，国内与国际上先进的技术水平都还存在一定的差距，产业升级势在必行。

        而如何进行产业升级，刘兴江博士也给出了自己的看法：第一、加强基础，培养专业领军人才和技术人才。只有大量具有扎实功底的研究者、技术人员，才具备创新的基础，两者是相辅相成的；第二、提高软硬件条件，尤其是随着锂电池的研究的深入以及动力和储能要求越来越高，必须引进国内外一切先进的研究手段，包括软件和实验设备；第三、建立起先进的管理机制。只有将这些做好，才能为中国的电能源行业发展打好基础。

二、多物理场耦合在电源行业的应用
        天津电源研究所始终引领国内电能源技术研究的进步，同时也是人才培养的基地，为国内电能源领域输出了大批研究人员。更值得一提的是，天津电源研究所将相关技术进行转化，创立了天津力神电池公司，已成为国内屈指可数的具有自主知识产权核心技术的创新型企业，由此组成了一个产学研相结合的良性发展体。

        在交流过程中，刘兴江博士不可避免的谈到了出席COMSOL中国区年会的原因，原来在研究过程中，刘博士课题组逐渐发现多物理场效应在电池设计、应用过程中的影响不断加大，热传、结构、流体、电化学作用都是相互依存的。而且越是新型、越是技术指标高的电池越明显，例如车用大容量锂离子电池的热效应问题远远大于笔记本用电池。为了更好的研究，就必须进行大量的实验，但是多场耦合的复杂性会使实验成本变得无法控制，所以考虑使用模拟仿真工具对锂离子电池众多关键问题进行模拟，加强设计的可靠性，另外也能对产品性能进行一个基本的预测，以及预见其在应用的过程中会遇到哪些问题。

        选择COMSOL Multiphysics作为多物理场耦合分析工具经历了较长过程：“我们当时在进行一个基于第三方的技术研究，根据科研需求做了一个广泛的调研和对比，也做了一些案例，最后结论是需要一个适合化学领域的多物理场模拟仿真软件。最终发现COMSOL比较适合我们，它的易用性和开放性都比较合适，对我们这种前沿研究，只要能列出某个物理现象的偏微分方程，就可以模拟，甚至能将全新的控制方程和经典方程耦合。”

        作为一款大型数值仿真软件，COMSOL Multiphysics被称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。首先在于它使用方程作为计算的基础，取代了传统的单元库方法，这样可以通过方程组实现多场耦合计算，大大方便了研究者。

        天津电源研究所考虑将来不仅可以对锂离子电池内部的化学过程进行模拟仿真，还可以对燃料电池、金属空气电池、太阳能电池等进行计算工作。通过仿真和实验相结合，将多场耦合的思路扩展到其他领域。

        在既有的技术平台上，刘博士也谈到了发展的愿景：希望将天津电源研究所的化学与物理电源国家重点实验室做成可以供电能源行业企业使用的模拟仿真平台，在这个过程中，还可以培训出一些技术工程师，让更多的研究技术人员掌握好相关软件和技术，加速整个电能源行业的发展。

后记：天津电源研究所印象
        天津电源研究所成立于1958年，经过四十多年努力，现已成为我国最大、水平最高的化学与物理电源技术研究及产品开发、生产的综合性研究所，同时也是国内电池行业集研究、检测和鉴定于一身的权威机构。全所共有来自47个专业的800余名科技人员，拥有一批国内外知名的电源技术专家。先后开展了太阳电池、锂电池、锌银电池、氢镍电池、燃料电池、铅酸蓄电池、温差发电器和温差制冷组件等项目的研究，到目前已研制生产了30多个系列，500多个规格品种的电源产品，已经广泛应用于航天、通信、交通及小型电子用电器等领域，甚至在“神五”、“神六”和“神七”上都可以看到研究所的产品。

        中国电能源行业正是存在着像天津电源研究所这样的研究单位，才能够在不断加剧的国际竞争中拥有立足之地，并不断前进。研究所在不同的领域内正在迅速引入国际一流软硬件设备，并取得了长足的进步。我们希望能够在不远的将来，看到国产的电能源不断壮大，走出国门！

关于COMSOL Multiphysics

    COMSOL Multiphysics是全球第一款真正的多物理场耦合分析软件。它使工程师和科学家们可以通过模拟，赋予设计理念以生命。它有无与伦比的能力，使所有的物理现象可以在计算机上完美重现。COMSOL的用户利用它提高了手机的接收性能，利用它改进医疗设备的性能并提供更准确的诊断，利用它使汽车和飞机变得更加安全和节能，利用它寻找新能源，利用它探索宇宙，甚至利用它去培养下一代的科学家。中仿科技公司是集团在中国的唯一合作伙伴，负责产品在中国区包括香港、澳门特别行政区的技术支持和销售活动。了解COMSOL更多详细介绍，请访问：http://www.comsol.com

关于中仿科技

    中仿科技(CnTech)是中国内地、香港、澳门领先的仿真分析软件和项目咨询解决方案的供应商。CnTech是中仿集团旗下的旗舰公司，总部设在香港，目前在全国设有四个分公司，分别是上海、北京、武汉和深圳。除了强大的销售和技术支持网络之外，我们还设有专业的售后服务团队和培训中心，为了更好的服务广大客户，公司将陆续在全国各大主要城市设置业务分支机构。CnTech业务包括项目咨询和专业软件的集成和实施等，凭借多年来广大客户的支持和信任以及CnTech员工们的奉献精神和责任心，已为国内外数百家企业、高校及科研院所提供专业软件系统及项目咨询等服务，服务领域涉及教学科研、机械工业、土木工程、生物医学、航空航天、材料科学、化学化工、冶金科学、汽车工业、电子电器、气象环保、采矿和石油工程等行业。

    CnTech将始终怀着"谦虚、诚实、敬业"的态度，秉承"关注客户需求、提升客户价值"的核心理念，始终遵循 "客户满意为止"的服务准则，真诚地为客户排忧解难、出谋划策、坚持不懈，及时为国内外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务，力争成为仿真技术行业的典范！关于CnTech更多的软件产品以及服务信息，请登录公司网站：www.CnTech.com.cn