Un consorzio di ricerca comprendente Farasis Energy, Kautex Textron GmbH & Co. KG (fornitore di sistemi di accumulo di energia) e l'Istituto Fraunhofer per la dinamica ad alta velocità, Ernst-Mach-Institut, EMI sta lavorando per rendere più sicuri gli alloggiamenti delle batterie a base di plastica mediante della progettazione virtuale e aumentare così la sicurezza dei veicoli elettrici.
Farasis, sviluppatore e produttore di tecnologia delle batterie agli ioni di litio ad alte prestazioni e di celle a sacchetto per l'elettromobilità, sta guidando lo sviluppo del metodo del modello di simulazione per mappare la fuga termica delle singole celle e la propagazione nel modulo. L’azienda fornisce inoltre supporto su tutti gli argomenti relativi alle batterie nell’ambito del progetto.
Il progetto triennale – SiKuBa – “alloggi per batterie sicuri e sostenibili a base di plastica” – ha ricevuto 2.6 milioni di euro dal Ministero federale tedesco per gli affari economici e l’azione per il clima ed è iniziato nel luglio 2023.
Le custodie in plastica presentano molti vantaggi rispetto alle custodie in metallo. Sono più leggeri, più sostenibili, più economici da produrre e hanno un migliore isolamento elettrico. In caso di cella danneggiata, l'alloggiamento della batteria può essere esposto a enormi carichi termici se a causa del danno si verifica una fuga termica delle singole celle e, nel peggiore dei casi, questa reazione si estende alle celle adiacenti (propagazione termica).
L'alloggiamento della batteria in questo caso ha una funzione altamente rilevante per la sicurezza, poiché contiene la diffusione dei gas caldi e delle particelle risultanti. Una sfida, tuttavia, è dimostrarne la sicurezza, operazione complessa e costosa.
È qui che entra in gioco il progetto SiKuBa. La formazione e la propagazione di flussi di gas caldo e particelle e la loro interazione con gli elementi strutturali devono essere analizzati sperimentalmente e trasferiti a modelli di simulazione, che porteranno ad una maggiore efficienza in termini di costi e tempi nello sviluppo fase. Sarà inoltre possibile valutare la sicurezza della batteria per quanto riguarda scenari di casi di carico, materiali e progettazione dei componenti.
Gli effetti fondamentali vengono studiati a livello di laboratorio, compreso il comportamento termomeccanico dei materiali e il degasaggio delle cellule. Le conoscenze acquisite vengono integrate in modelli di simulazione e infine convalidate da test fisici su un alloggiamento dimostrativo che somiglia molto al prodotto pianificato. I metodi di simulazione sviluppati non solo consentono notevoli risparmi di tempo e costi durante la fase di sviluppo, ma anche una valutazione completa della sicurezza della batteria in una varietà di scenari di casi di carico, materiali e progettazione dei componenti diversi.
Farasis Energy, insieme ai suoi partner, svilupperà un modello dettagliato per simulare la fuga termica o migliorare i modelli esistenti all’interno dell’azienda. Nei futuri processi di sviluppo per progetti di moduli e pacchetti, le informazioni acquisite dal modello di simulazione sviluppato verranno utilizzate per accelerare lo sviluppo e risparmiare sui test costosi. Inoltre, questi modelli di simulazione consentono all'azienda di ottenere un'integrazione più rapida e sicura di moduli e involucri a base plastica.
Fonte da Congresso Green Car
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