Μηχανική μπαταριών

Μπορείτε να αξιοποιήσετε ένα ολοκληρωμένο digital twin από την Siemens Digital Industry Software για να βελτιστοποιήσετε το σχεδιασμό της μπαταρίας από κύτταρο σε πακέτο. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να προσομοίωση και δοκιμή διάφορες επαναλήψεις σχεδιασμού σε ένα εικονικό περιβάλλον, βελτιστοποίηση της απόδοσης, θερμικής διαχείρισης και δομικής ακεραιότητας χωρίς εκτεταμένη φυσική πρωτοτυπία. Μπορείτε να επικυρώσετε σχέδια νωρίς χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις βάσει μοντέλων, μειώνοντας το χρόνο διάθεσης στην αγορά και το κόστος. Επιπλέον, ένα περιβάλλον συνεργασίας μεταξύ τομέων ενσωματώνει ομάδες χημείας, μηχανικής και λογισμικού για να διασφαλίσει τον απρόσκοπτο συντονισμό του σχεδιασμού. Τέλος, οι λύσεις ανάπτυξης προϊόντων που βασίζονται στις απαιτήσεις βοηθούν στην εξισορρόπηση κρίσιμων παραγόντων όπως η ασφάλεια, η ενεργειακή πυκνότητα και η δυνατότητα κατασκευής ταχύτερα και με πλήρη ιχνηλασιμότητα.

Προσφορές χαρτοφυλακίου Simcenter της Siemens προηγμένα εργαλεία προσομοίωσης που προβλέπουν και βελτιστοποιούν με ακρίβεια τη θερμική διαχείριση των μπαταριών EV. Με τη μοντελοποίηση της αλληλεπίδρασης θερμικών, ηλεκτρικών και μηχανικών υποσυστημάτων, το Simcenter διασφαλίζει ότι οι μπαταρίες λειτουργούν εντός ασφαλών θερμοκρασιών, αποτρέποντας την υπερθέρμανση και τη θερμική διαφυγή. Η ενσωμάτωση του Simcenter με τεχνολογίες CFD επιτρέπει την ακριβή ανάλυση των στρατηγικών ψύξης και της ενεργειακής απόδοσης, εξασφαλίζοντας βελτιωμένη απόδοση, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και συνολική ασφάλεια του οχήματος υπό πραγματικές συνθήκες.

Ένα σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) παρακολουθεί συνεχώς την απόδοση, εξισορροπεί τις τάσεις των κυψελών και διασφαλίζει ότι η μπαταρία παραμένει εντός των ορίων ασφαλείας της. Με τη διασυνδεδεμένη ροή εργασίας της Siemens από άκρο σε άκρο, βελτιώνεται η συνεργασία μεταξύ μηχανικών κυττάρων, προγραμματιστών αλγορίθμων ελέγχου και ενσωματωμένων μηχανικών λογισμικού. Η προσέγγιση αξιοποιεί την προσομοίωση συστήματος επικυρώστε τη συμπεριφορά του BMS σε όλα τα στάδια της ανάπτυξης. Επιπλέον, η διαδικασία ανάπτυξης λογισμικού ακολουθεί βέλτιστες πρακτικές που διασφαλίζουν τη συμμόρφωση με το ISO26262, το autosar και την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο. Αυτή η ολοκληρωμένη και βασισμένη σε μοντέλα προσέγγιση επιταχύνει την ανάπτυξη χωρίς ελαττώματα και την ασφαλή επικύρωση του λογισμικού BMS, εξασφαλίζοντας ταχύτερα, αξιόπιστα αποτελέσματα ενώ πληροί τα πρότυπα ασφάλειας, ασφάλειας και απόδοσης.

Μια κυψέλη μπαταρίας είναι το θεμελιώδες δομικό στοιχείο μιας μπαταρίας, όπου η χημική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων. Κάθε κύτταρο αποτελείται συνήθως από μια άνοδο, κάθοδο, ηλεκτρολύτη και διαχωριστή, που συνεργάζονται για να δημιουργήσουν μια συγκεκριμένη τάση και χωρητικότητα. Στις σύγχρονες εφαρμογές, η χημεία κυττάρων - είτε ιόντων λιθίου, στερεάς κατάστασης ή πέραν αυτής - παίζει καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό της ενεργειακής πυκνότητας, της ασφάλειας και της διάρκειας ζωής του κύκλου. Για τους κατασκευαστές, βελτιστοποίηση της απόδοσης των κυττάρων ενώ η μείωση του κόστους είναι ζωτικής σημασίας, καθώς οι εξελίξεις σε επίπεδο κυψελών επηρεάζουν άμεσα την απόδοση της μπαταρίας και τη συνολική ανταγωνιστικότητα της αγοράς. Το μέλλον της αποθήκευσης ενέργειας εξαρτάται από τις ανακαλύψεις στη χημεία και το σχεδιασμό των κυττάρων.

Ένα πακέτο μπαταριών είναι μια συλλογή μεμονωμένων κυψελών μπαταριών συναρμολογημένων για να παρέχουν την επιθυμητή τάση και χωρητικότητα για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Πέρα από τον απλό συνδυασμό κυψελών, περιλαμβάνει περίπλοκο σχεδιασμό, θερμική διαχείριση και συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS) για να διασφαλιστεί η ασφάλεια, η μακροζωία και η απόδοση. Σε τομείς υψηλής ζήτησης, όπως τα ηλεκτρικά οχήματα και η αποθήκευση ενέργειας, η βελτιστοποίηση της πυκνότητας των πακέτων, των μηχανισμών ψύξης και των κύκλων φόρτισης είναι ζωτικής σημασίας για την υπέρβαση των ορίων της ενεργειακής απόδοσης. Καθώς η τεχνολογία της μπαταρίας εξελίσσεται, σχέδιο συσκευασίας καθίσταται βασικός διαφοροποιητής στη μείωση του κόστους, τη βελτίωση της εμβέλειας και την επιτάχυνση της ηλεκτροδότησης των βιομηχανιών. Για τους κατασκευαστές, η πρόκληση είναι η εξισορρόπηση της καινοτομίας με την κλιμακούμενη, οικονομικά αποδοτική παραγωγή.