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小米汽车破局“贵电池”难题?3D科学计算或成关键!

时间:2024-10-15 19:23:15来源:ITBEAR编辑:快讯团队

在小米汽车技术发布会上,雷军明确表示,小米SU7的定价有其合理之处,并呼吁大家尊重科技。最终,这款车型以21.59万元的起售价面世,打破了小米一贯的性价比形象。其中,电池成本占据了整车成本的一大块,最高搭载101Kwh宁德时代的麒麟电芯,仅电池成本就高达十几万。

动力电池作为新能源汽车的核心部件,很大程度上决定了汽车的性能,同时也是车企参与市场竞争的关键。然而,电池制造成本居高不下,可占到整车成本的三到四成,甚至六成,这使得电池厂商在产业链中的地位显得尤为重要。

面对高昂的电池成本,车企和电池厂商都在寻求通过研发和成本优化来降低电池材料成本。然而,传统的电池材料研发方法存在诸多局限,如实验试错方式周期长、成功率无法保证等。为了突破这些局限,研究者们开始关注基于超级计算机的电化学计算仿真技术。

计算仿真技术能够在原子和电子级别上模拟材料的结构和性质,预测新材料的性能,从而高效发现低成本替代材料。例如,富锂锰基正极材料就是通过计算仿真实验被公认为下一代动力锂电池的关键材料。

尽管计算仿真在电池研发上展现出巨大潜力,但目前尚未成为主流研发方法,主要受限于计算性能和运算规模。传统的超级计算机在处理大规模复杂系统模拟时存在瓶颈,而3D科学计算被认为有望突破这一瓶颈。

3D科学计算通过革新计算架构,将计算节点在空间上以立方体的3D架构布局,缩短了数据传输的物理距离,降低了计算通信延迟,提升了数据传输的流畅性。然而,3D科学计算的实现需要更加强大的专用超级计算机的支持。

业界著名的专用超算安腾在药物研发行业展现了3D科学计算的强大实力,但在材料模拟领域,尤其是第一性原理的计算上,仍需等待专用超算的进一步创新。

展望未来,如果有一台专为材料领域定制的3D科学计算专用超算,将能够大幅提升模拟计算速度,减少研发时间和经济成本,提高新材料研发的效率和精度。这将有助于平衡新材料性能和研发成本之间的关系,推动新能源汽车行业的创新发展。

在材料的优化设计上,3D科学计算将使得研究人员能够在不实际生产样品的情况下,精确模拟和分析电池材料的结构,从而更有效地评估材料的使用需求和不同设计参数对材料性能的影响。同时,新材料的开发进程也将得以加速,为电池生产成本的降低和可持续材料的应用开辟新途径。

已有车企开始利用先进的计算模拟技术来研发更好的电池。例如,梅赛德斯-奔驰与美国量子公司PsiQuantum合作,利用量子化学计算模拟来识别锂电池电解质的潜在添加剂,实现了电池设计的新突破。这表明,即便当前硬件计算效率有限,通过计算模拟进行电池材料研发的思路也是可行的。下一代更强性能的专用超算的出现,将进一步引爆新能源汽车行业的研发潜能。

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