Engenharia de baterias

Você pode aproveitar um gêmeo digital abrangente da Siemens Digital Industry Software para otimizar o design da bateria da célula à embalagem. Isso permite que os engenheiros simular e testar várias iterações de projeto em um ambiente virtual, otimizando o desempenho, o gerenciamento térmico e a integridade estrutural sem prototipagem física extensiva. Você pode validar projetos antecipadamente usando simulações baseadas em modelos, reduzindo o tempo de colocação no mercado e os custos. Além disso, um ambiente de colaboração entre domínios integra equipes de química, mecânica e de software para garantir uma coordenação perfeita do projeto. Por fim, nossas soluções de desenvolvimento de produtos orientadas por requisitos ajudam a equilibrar fatores críticos, como segurança, densidade de energia e capacidade de fabricação, de forma mais rápida e com rastreabilidade completa.

O portfólio Simcenter da Siemens oferece ferramentas avançadas de simulação que preveem e otimizam com precisão o gerenciamento térmico de baterias EV. Ao modelar a interação de subsistemas térmicos, elétricos e mecânicos, o Simcenter ajuda a garantir que as baterias operem dentro de faixas de temperatura seguras, evitando superaquecimento e fuga térmica. A integração do Simcenter com as tecnologias CFD permite uma análise precisa das estratégias de resfriamento e da eficiência energética, garantindo desempenho aprimorado, maior duração da bateria e segurança geral do veículo em condições reais.

Um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) monitora continuamente o desempenho, equilibra as voltagens das células e garante que a bateria permaneça dentro dos limites de segurança. Com o fluxo de trabalho conectado de ponta a ponta da Siemens, a colaboração entre engenheiros de células, desenvolvedores de algoritmos de controle e engenheiros de software incorporado é simplificada. A abordagem aproveita a simulação do sistema para validar o comportamento do BMS em todas as fases do desenvolvimento. Além disso, o processo de desenvolvimento de software segue as melhores práticas que garantem a conformidade com ISO26262, autosar e cibersegurança. Essa abordagem integrada e baseada em modelos acelera o desenvolvimento sem defeitos e a validação segura do software BMS, garantindo resultados mais rápidos e confiáveis e, ao mesmo tempo, atendendo aos padrões de segurança e desempenho.

Uma célula de bateria é o componente fundamental de uma bateria, onde a energia química é convertida em energia elétrica por meio de reações eletroquímicas. Cada célula normalmente consiste em um ânodo, cátodo, eletrólito e separador, trabalhando juntos para gerar uma voltagem e capacidade específicas. Em aplicações modernas, a química celular — seja de íon de lítio, de estado sólido ou outras — desempenha um papel fundamental na determinação da densidade de energia, segurança e ciclo de vida. Para fabricantes, otimizando o desempenho da célula embora a redução de custos seja crucial, pois os avanços no nível da célula afetam diretamente a eficiência da bateria e a competitividade geral do mercado. O futuro do armazenamento de energia depende de avanços na química e no design celular.

Uma bateria é um conjunto de células de bateria individuais montadas para fornecer a voltagem e a capacidade desejadas para uma aplicação específica. Além de apenas combinar células, envolve design complexo, gerenciamento térmico e sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) para garantir segurança, longevidade e desempenho. Em setores de alta demanda, como EVs e armazenamento de energia, a otimização da densidade da embalagem, dos mecanismos de resfriamento e dos ciclos de carga são essenciais para ultrapassar os limites da eficiência energética. À medida que a tecnologia da bateria evolui, design de embalagem torna-se um diferencial fundamental na redução de custos, na melhoria do alcance e na aceleração da eletrificação das indústrias. Para os fabricantes, o desafio é equilibrar inovação com produção escalável e econômica.