Un consortium de recherche comprenant Farasis Energy, Kautex Textron GmbH & Co. KG (fournisseur de systèmes de stockage d'énergie) et l'Institut Fraunhofer pour la dynamique à grande vitesse, Ernst-Mach-Institut, EMI s'efforce de rendre les boîtiers de batteries à base de plastique plus sûrs grâce à de conception virtuelle et augmenter ainsi la sécurité des véhicules électriques.
Farasis, développeur et producteur de technologies de batteries lithium-ion hautes performances et de cellules de poche pour l'électromobilité, dirige le développement de la méthode du modèle de simulation permettant de cartographier l'emballement thermique des cellules individuelles et la propagation dans le module. L'entreprise fournit également une assistance sur tous les sujets liés aux batteries dans le cadre du projet.
Le projet de trois ans, SiKuBa – « boîtiers de batterie sûrs et durables à base de plastique » – a reçu 2.6 millions d'euros du ministère fédéral allemand des Affaires économiques et de l'action climatique et a débuté en juillet 2023.
Les boîtiers en plastique présentent de nombreux avantages par rapport aux boîtiers métalliques. Ils sont plus légers, plus durables et moins chers à produire et disposent d’une meilleure isolation électrique. En cas de cellule endommagée, le boîtier de la batterie peut être exposé à d'énormes charges thermiques si un emballement thermique de cellules individuelles se produit en raison de l'endommagement et, dans le pire des cas, cette réaction se propage aux cellules voisines (propagation thermique).
Le boîtier de la batterie remplit dans ce cas une fonction de sécurité élevée, car il empêche la propagation des gaz chauds et des particules qui en résultent. Un défi consiste toutefois à prouver sa sécurité, ce qui est complexe et coûteux.
C'est ici qu'intervient le projet SiKuBa. La formation et la propagation des flux de gaz chauds et de particules ainsi que leur interaction avec les éléments structurels doivent être analysées expérimentalement et transférées vers des modèles de simulation, ce qui entraînera une augmentation de l'efficacité en termes de coûts et de temps dans le développement. phase. Il sera également possible d'évaluer la sécurité des batteries en ce qui concerne les scénarios de charge, les matériaux et la conception des composants.
Les effets fondamentaux sont étudiés au niveau du laboratoire, notamment le comportement thermomécanique des matériaux et le dégazage des cellules. Les connaissances acquises sont intégrées dans des modèles de simulation et enfin validées par des essais physiques sur un boîtier démonstrateur très proche du produit prévu. Les méthodes de simulation développées permettent non seulement d'importantes économies de temps et d'argent pendant la phase de développement, mais également une évaluation complète de la sécurité des batteries dans une variété de scénarios de charge, de matériaux et de conception de composants différents.
Farasis Energy, en collaboration avec ses partenaires, développera un modèle détaillé pour simuler l'emballement thermique ou améliorera les modèles existants au sein de l'entreprise. Dans les futurs processus de développement de projets de modules et de packs, les informations tirées du modèle de simulation développé seront utilisées pour accélérer le développement et économiser sur des tests coûteux. De plus, ces modèles de simulation permettent à l'entreprise de réaliser une intégration plus rapide et plus sûre des boîtiers de modules et de packs à base de plastique.
Source à partir de Congrès des voitures vertes
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