Een onderzoeksconsortium bestaande uit Farasis Energy, Kautex Textron GmbH & Co. KG (leverancier van energieopslagsystemen) en het Fraunhofer Instituut voor Hogesnelheidsdynamica, Ernst-Mach-Institut, EMI, werkt eraan om batterijbehuizingen op basis van kunststof veiliger te maken door middel van virtueel ontwerp en zo de veiligheid van elektrische voertuigen te vergroten.
Farasis, een ontwikkelaar en producent van hoogwaardige lithium-ionbatterijtechnologie en pouchcellen voor elektromobiliteit, leidt de methodeontwikkeling van het simulatiemodel voor het in kaart brengen van de thermische runaway van individuele cellen en de voortplanting in de module. Het bedrijf biedt ook ondersteuning op alle batterijgerelateerde onderwerpen binnen het project.
Het driejarige project SiKuBa (‘veilige en duurzame batterijbehuizingen op basis van kunststof’) ontving 2.6 miljoen euro van het Duitse Federale Ministerie van Economische Zaken en Klimaatactie en ging in juli 2023 van start.
Kunststof behuizingen hebben veel voordelen ten opzichte van metalen behuizingen. Ze zijn lichter, duurzamer, goedkoper om te produceren en hebben een betere elektrische isolatie. In het geval van een beschadigde cel kan de batterijbehuizing worden blootgesteld aan enorme thermische belastingen als er thermische runaway van individuele cellen optreedt vanwege de schade en in het ergste geval verspreidt deze reactie zich naar aangrenzende cellen (thermische voortplanting).
De batterijbehuizing heeft in dit geval een hoge veiligheidsrelevante functie, omdat het de verspreiding van de resulterende hete gassen en deeltjes tegenhoudt. Een uitdaging is echter het bewijzen van de veiligheid ervan, wat complex en duur is.
Dit is waar het SiKuBa-project om de hoek komt kijken. De vorming en voortplanting van hete gas- en deeltjesstromen en hun interactie met structurele elementen moeten experimenteel worden geanalyseerd en worden overgebracht naar simulatiemodellen, wat zal leiden tot een verhoogde kosten- en tijdsefficiëntie in de ontwikkelingsfase. Het zal ook mogelijk zijn om de veiligheid van de batterij te beoordelen met betrekking tot belastingscenario's, materialen en componentontwerp.
Fundamentele effecten worden op laboratoriumniveau onderzocht, waaronder thermomechanisch materiaalgedrag en celontgassing. De opgedane kennis wordt geïntegreerd in simulatiemodellen en uiteindelijk gevalideerd door fysieke tests op een demonstratorbehuizing die sterk lijkt op het geplande product. De ontwikkelde simulatiemethoden maken niet alleen aanzienlijke tijd- en kostenbesparingen mogelijk tijdens de ontwikkelingsfase, maar ook een uitgebreide beoordeling van de batterijveiligheid onder verschillende belastingscenario's, materialen en componentontwerp.
Farasis Energy zal samen met haar partners een gedetailleerd model ontwikkelen voor het simuleren van thermische runaway of de bestaande modellen binnen het bedrijf verbeteren. In toekomstige ontwikkelingsprocessen voor module- en packprojecten zullen de inzichten die zijn verkregen uit het ontwikkelde simulatiemodel worden gebruikt om de ontwikkeling te versnellen en te besparen op kostbare tests. Bovendien stellen deze simulatiemodellen het bedrijf in staat om een snellere en veiligere integratie van op kunststof gebaseerde module- en packbehuizingen te bereiken.
Bron van Green Car-congres
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt verstrekt door greencarcongress.com, onafhankelijk van Chovm.com. Chovm.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten.
