Erschließen Sie die Konstruktion von EV-Batterien der nächsten Generation mit digitalen Zwillingen
Nutzen Sie die Möglichkeiten des virtuellen Prototyping für die Konstruktion leistungsstarker, schnell aufladender Batterien mit fortgeschrittenem Wärmemanagement
Die EV-Revolution ist in vollem Gang und wird durch den Bedarf an sauberen und nachhaltigen Verkehrsmitteln angetrieben. Das Herzstück dieser Revolution ist die Batteriezelle, eine wichtige Komponente, die sich direkt auf die Reichweite, Sicherheit und Leistung eines Elektrofahrzeugs auswirkt.
Die herkömmliche Konstruktion von Batteriezellen steht jedoch vor komplexen Herausforderungen – die Maximierung der Energiedichte für eine größere Reichweite geht oft auf Kosten der Sicherheit und der Lebensdauer.
Hier kommt die Technologie des digitalen Zwillings ins Spiel. Durch die Erstellung einer virtuellen Nachbildung einer physischen Batteriezelle können Ingenieure die Konstruktion optimieren, Materialien untersuchen und Leistungsmerkmale vorhersagen – alles in einer simulierten Umgebung.
Erfahren Sie in unserem kostenlosen White Paper, wie Sie leistungsstarke, schnell ladende Batterien entwickeln, die Entwicklung beschleunigen und die Sicherheit und Effizienz von Elektrofahrzeugen gewährleisten können.
Ein integrierter Ansatz für die Konstruktion von Batteriezellen
Die Optimierung der Batteriezellen-Konstruktion für Elektrofahrzeuge erfordert einen ganzheitlichen Lösungsansatz, der Energiedichte und Schnellladung, Wärmemanagement, Sicherheit und Umweltauswirkungen berücksichtigt.
Ingenieure können mithilfe eines digitalen Zwillings die Auswirkungen von Konstruktionsentscheidungen auf Faktoren wie Leistung, Sicherheit und Kosten bewerten – und das alles in einer virtuellen Umgebung. Indem sie den Bedarf an physischen Prototypen verringern, beschleunigen digitale Zwillinge die Entwicklung und stellen gleichzeitig sicher, dass alle Aspekte des Batteriesystems optimiert werden.
Batteriezellenkonstruktion von 1D- bis 3D-Simulationen
Die optimale Batteriezellenkonstruktion für Elektrofahrzeuge setzt ein differenziertes Verständnis der internen Prozesse voraus.
Die Simcenter-Software von Siemens nutzt einen leistungsstarken zweistufigen Ansatz, um diese wichtigen Erkenntnisse zu liefern, und wechselt von 1D- zu 3D-Simulationen.
In der Anfangsphase wird Simcenter Battery Design Studio genutzt, ein spezialisiertes Tool für schnelle und umfassende 1D-Simulationen. Diese Phase konzentriert sich auf Kernfunktionen wie elektrochemische Modellierung, Wärmemanagementanalyse und Konstruktionsuntersuchung.
Simcenter STAR-CCM+ verwendet dann ausgefeilte 3D-Simulationen und das physikbasierte 4D-Modell. Dieser 3D-Ansatz ermöglicht eine eingehende Untersuchung der internen Struktur der Zelle und deckt potenzielle Inhomogenitäten auf, die sich auf das Leistungsverhalten und die Haltbarkeit auswirken könnten.
Integration einer vierten Dimension mit einem P4D-Modell
Während herkömmliche 3D-Simulationen wertvolle Einblicke in die Struktur von Batteriezellen liefern, geht Siemens Simcenter STAR-CCM+ mit der Einführung des P4D-Modells noch einen Schritt weiter.
Diese fortgeschrittene Methode beinhaltet eine vierte Dimension, die die Zeit oder andere zeitabhängige Faktoren darstellt. Damit lässt sich simulieren, wie sich die Eigenschaften einer Batteriezelle im Laufe der Zeit verändern, einschließlich Temperaturschwankungen, Verschiebungen in der chemischen Zusammensetzung und mechanische Belastungen.
Mit diesem tieferen Verständnis können Ingenieure fundierte Konstruktionsentscheidungen treffen, um diese Herausforderungen zu bewältigen, was letztendlich zu robusteren, optimierten Batteriekonstruktionen für Elektrofahrzeuge mit außergewöhnlichen Schnellladefähigkeiten und effizientem Wärmemanagement führt.
Nutzen Sie die hochpräzise 3D-Zellkonstruktion mit Siemens Simcenter, um die Batterieleistung der nächsten Generation mit unübertroffener Präzision und Effizienz zu erschließen. Laden Sie das kostenlose White Paper herunter, um mehr zu erfahren.