Klucz do innowacji w projektowaniu baterii nowej generacji 

MODSIM na platformie 3DEXPERIENCE – klucz do innowacji w projektowaniu baterii nowej generacji 

Elektryfikacja przemysłu motoryzacyjnego przenosi centrum innowacji z silników spalinowych na baterie. W obliczu rosnącego zapotrzebowania na pojazdy elektryczne (EV), hybrydowe (HEV) przy zaostrzających się regulacjach rządowych, producenci stają przed wyzwaniem zwiększenia wydajności przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów. Kluczowym czynnikiem sukcesu będzie rozwój nowoczesnych baterii umożliwiających szybkie ładowanie oraz posiadajacych długą żywotność. 

Wyzwania i potrzeba nowych narzędzi Współczesne baterie są kosztowne, wymagają rzadkich materiałów i są trudne w recyklingu. Tradycyjne narzędzia projektowe i inżynieryjne nie nadążają za potrzebą innowacji w materiałach, architekturze, integracji modułów czy bezpieczeństwie. Rozwój baterii wymaga interdyscyplinarnego podejścia, łączącego elektrochemię, wymianę ciepła, dyfuzję i integralność strukturalną. Współpraca między zespołami projektowymi, inżynieryjnymi i badawczymi jest zatem kluczowa, a dane muszą być dostępne w czasie rzeczywistym, bez silosów informacyjnych. 

MODSIM jako rozwiązanie Zaawansowane technologie modelowania i symulacji (MODSIM) umożliwiają współpracę na wszystkich etapach cyklu rozwoju baterii. Dzięki wirtualnym testom zespoły mogą szybciej analizować materiały i projekty, zwiększając efektywność. Na przykład precyzyjne modelowanie puchnięcia baterii wymaga synergii różnych dziedzin nauki i technologii. Zintegrowane podejście do projektowania baterii oraz ich integracji z pojazdem elektrycznym stanowi rewolucję w stosunku do silników spalinowych. 

Cyfrowa nić w rozwoju baterii Opracowanie nowoczesnych baterii wymaga eksploracji nowych materiałów i formulacji elektrolitów. Symulacje wielofizyczne i wieloskalowe umożliwiają projektowanie ogniw z optymalną wydajnością i bezpieczeństwem. Następnie zespoły projektowe i inżynieryjne analizują moduły baterii pod kątem integralności strukturalnej, zarządzania termicznego i odporności na różne obciążenia. Testy wirtualne znacząco skracają czas podejmowania decyzji w porównaniu do tradycyjnych testów fizycznych, które mogą trwać miesiącami. 

W dalszych etapach inżynierowie i projektanci współpracują nad integracją baterii z systemem zarządzania baterią (BMS) i całym pojazdem. Symulacje dynamiczne pozwalają ocenić wydajność pojazdu elektrycznego w różnych warunkach, co eliminuje niespodziewane problemy i optymalizuje działanie całego systemu. 

Nowa era innowacji Branża motoryzacyjna wkracza w erę szybkich zmian i przełomowych wynalazków. Aby sprostać tym wyzwaniom, konieczne jest upowszechnienie zaawansowanych narzędzi projektowych i symulacyjnych. Wirtualne projektowanie i testowanie przyspieszają innowacje, zapewniając bezpieczne zarządzanie danymi, precyzyjną symulację i ciągłą analizę. 

Platforma 3DEXPERIENCE firmy Dassault Systèmes oferuje zintegrowane środowisko współpracy, umożliwiające zespołom efektywną pracę przez cały cykl życia produktu. Dzięki MODSIM producenci mogą szybciej wprowadzać nowoczesne baterie na rynek, odpowiadając na potrzeby konsumentów, regulacji rządowych i przyszłości społeczeństwa. 

Źródło: wywiad z Carlosem Tavaresem, Stellantis, „The Detroit News”, lipiec 2021.