Simulations-Tools für Lithium-Ionen-Batterien

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cd-adapco_lithium_ion_battery_simulation_tool

CD-adapco hat den erfolgreichen Abschluss seines Entwicklungsprojekts für die Automobilbranche und Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien bekanntgegeben. Es verspricht einen schnelleren Designzyklus und die beschleunigte Entwicklung fortschrittlicher Energieversorgungssysteme für Fahrzeuge mit Elektroantrieb. Das Programm lief seit August 2011 und wurde vom Vehicle Technologies Office des U.S. Department of Energy (DOE) der Vereinigten Staaten finanziell unterstützt und vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) des DOE verwaltet. Das Projekt gehört zur Wettbewerbsinitiative „Computer Aided Engineering of Electric Drive Batteries“ (CAEBAT), welches das DOE 2010 ausgerufen hat. Die ursprüngliche Projektvergabe wurde am 7. Juli 2011 verkündet, und dem Projektteam gehörten CD-adapco, Battery Design Inc, Johnson Controls Inc und A123 an.

Die im Rahmen dieses Programms entwickelten Methoden sind jetzt in CD-adapcos Vorzeigeprodukt STAR-CCM+ sowie im applikationsspezifischen Tool „Battery Design Studio“ erhältlich. Diese Lösungen bieten eine nahtlose Integration zwischen Elektrochemikern und Thermik-Ingenieuren beim Batteriedesignprozess. Die Verknüpfung von Fluss-, Thermik- und Elektrochemielösungen in eine einzige Umgebung ermöglicht eine hochpräzise Lösung. Die Modelle umspannen zudem mehrere Computerdomänen, von Systemmodellen bis hin zu hochauflösenden komplexen 3D-Modellen. Die Abbildung unten zeigt ein Beispiel der für ein 12-Zellen-Modul hergestellten Thermik- und Elektrochemielösungen.

Brian Sisk, Director of Controls & Modelling bei Johnson Control, sagte: „Unsere Partnerschaft beim DOE-Projekt CAEBAT war sehr erfolgreich. Durch CAEBAT haben wir noch nie dagewesene Möglichkeiten bei der Modellierung der Leistung und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien. Mithilfe dieser Technologien konnten wie innovative Batteriesysteme entwerfen und neue Kraftstoff sparende Fahrzeugtechnologien entwickeln.“

Ahmad Pesaran, Energy Storage Group Manager im Transportation and Hydrogen Systems Center des NREL, fügte hinzu: „Der kontinuierliche Fortschritt bei der Entwicklung und Verknüpfung physikbasierter Batteriemodelle ermöglicht Entwicklern und Designern ein besseres Verständnis darüber, wie sich Batterien im Inneren von Fahrzeugen mit Elektroantrieb verhalten. Sie können so neue Designs in einer virtuellen Umgebung ausprobieren. Im Vergleich zum herkömmlichen Build-and-Break-Designzyklus sind weniger Prototypen und Tests erforderlich. Wir erwarten, dass die Erkenntnisse aus diesem Projekt Wissenschaftler und Ingenieure in die Lage versetzen die Leistung, Kosten und Lebensdauer fortschrittlicher Lithium-Ionen-Batterien vor dem Hintergrund der „EV Everywhere Grand Challenge“ des DOE weiter zu optimieren.

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