MODSIM este o soluție optimă de aducere pe piață a unei noi generații de baterii. Disponibil pe platforma 3DEXPERIENCE, MODSIM răspunde cerințelor consumatorilor, guvernelor și viitorului.
Îmbunătățirile aduse motoarelor cu ardere internă au fost mult timp principala sursă de inovație în industria auto. Astăzi, electrificarea industriei necesită o tranziție a activităților inovatoare și focalizarea atenției pe celulele bateriilor. În timp ce angajamentele guvernamentale privind calitatea aerului se dezvoltă, cererea consumatorilor, precum și vânzările de vehicule electrice (VE) cresc, necesitând o productivitate mai mare din partea fabricanților, pentru a absorbi creșterea totală de 40% a costurilor.
Cercetarea și dezvoltarea bateriilor pentru o încărcare rapidă și o durată de viață mai lungă reprezintă cheia succesului pentru adoptarea vehiculelor electrice. Afacerile care realizează descoperiri științifice și tehnologice în domeniu vor fi liderii noii ere industriale. Totuși, dezvoltatorii de baterii se confruntă cu mai multe provocări: prețul și masivitatea bateriilor, necesitatea utilizării unor materiale rare, reutilizabilitatea dificilă și termenul îndelungat de reciclare.
Lanțul de inovare
Instrumentele tradiționale de cercetare, proiectare și inginerie nu vor fi potrivite pentru a atinge ritmul necesar de inovare. Progresele legate de materiale, design, integrarea modulelor, securitate și performanță trebuie să urmărească un scop comun pentru a face față noilor provocări. Pentru a obține performanțe revoluționare, e necesar ca instituțiile să stăpânească toate etapele științei materialelor, proiectarea celulelor, integrarea în vehiculele electrice și producție. Este esențial să studieze ingineria bateriilor, luând în calcul: electrochimia, transferul de căldură, difuzia, convecția și integritatea structurală. Din punct de vedere organizatoric, datele trebuie să fie mereu accesibile între echipele de dezvoltare. Colaborarea constituie o condiție esențială.
Tehnologiile avansate pentru design, modelare și simulare unificate (MODSIM) permit, pe tot parcursul ciclului de dezvoltare, colaborarea între proiectanții de vehicule electrice și inginerii de baterii. Datorită testelor virtuale predictive, echipele pot evalua mai bine materialele și alternativele de proiectare, obținând rapid soluții optime. De exemplu, modelarea și prezicerea umflării bateriilor necesită o sinergie puternică între disciplinele științifico-tehnologice și instrumentele virtuale. Natura multidisciplinară a dezvoltării bateriilor împinge MODSIM la un nou nivel, deoarece bateria și șasiul VE sunt complet integrate, ceea ce nu e valabil și în cazul motoarelor cu ardere internă.
Conectarea etapelor de dezvoltare
Cerințele pentru îmbunătățirea securității, a densității energiei și a duratei de viață a bateriei, implică explorarea de noi materiale și electroliți. Testele virtuale predictive trebuie să abordeze, la diverse scale, problemele de modelare fizică și chimia materialelor. Datorită tehnologiei de simulare multifizică/multiscală pentru proiectarea 3D a celulelor bateriei, a analizei și comportamentului mecanic, termic și electrochimic îmbunătățit, siguranța și optimizarea performanțelor e asigurată.
Progresul de dezvoltare continuă implică proiectarea modulului bateriei și a întregii configurații, echipele de proiectare și inginerie colaborând la integritatea structurală, siguranța și managementul termic, urmărind să îndeplinească cele mai stricte standarde actuale. Simularea multifizică este utilizată pentru a analiza modulul și a bloca performanța termoelectrică în celula bateriei. Structura de simulare ajută la validarea modulului bateriei în caz de strivire, cădere, impact și penetrare. Alternativele de proiectare ale modulelor și răcirea acestora pot fi analizate pe cicluri de sarcină arbitrară și de descărcare, în diferite condiții, pentru a atinge caracteristicile termice necesare. Deoarece testele fizice tradiționale pot dura câteva luni, testarea virtuală cu MODSIM poate reduce semnificativ timpul necesar luării deciziilor fiabile.
În paralel, designerii și inginerii pot colabora atât la integrarea de la acumulator la geamănul virtual al vehiculului, cât și la sistemul de management (BMS). Un mediu de colaborare ajută la evitarea problemelor neprevăzute și oferă informații despre performanța sistemului în contextul întregului vehicul. Simulările dinamice complete ale vehiculului, în timp real, pot fi efectuate pentru a evalua performanța VE într-o serie de condiții de funcționare.
Motive pentru a crede
Este fără precedent ca o industrie majoră să aibă un impact atât de semnificativ și, în același timp, să fie într-o fază de invenție și inovare accelerată. Software-ul modern de proiectare, modelare și simulare este esențial pentru a susține natura complexă multifizică și multiscală a celulelor bateriei.
O revoluție în industria auto necesită democratizarea științei, a designului și a simulării. Designul virtual, testarea și validarea accelerează inovația. Tehnologia de procesare digitală trebuie să ofere capacități de colaborare, analiză continuă și management securizat al datelor, precum și design 3D și simulare fizică precisă, pentru a avea valoare predictivă reală. Capacitățile unificate de proiectare, modelare și simulare se află în vizorul platformei 3DEXPERIENCE a celor de la Dassault Systèmes – o platformă de colaborare unificată, activată în cloud, care oferă echipelor posibilitatea de a lucra împreună pe tot parcursul ciclului de viață al produselor.
Sunteți interesat de universul industriei și tehnologiilor 3D? Nu ezitați să vă abonați la newsletter.