«В целях безопасности производители транспортных средств обычно защищают компоненты тяговых аккумуляторов больше, чем это необходимо, на всякий случай. Однако в качестве окупаемости существуют определенные ограничения. Одна из причин такой практики заключается в том, что было проведено слишком мало исследований. на поведение компонентов батареи в условиях аварии, таких как элементы батареи », — объясняет Вольфганг Синц из Института безопасности транспортных средств в Техническом университете Граца.
Текущие исследования ограничиваются в основном поведением тяговых аккумуляторных батарей новых транспортных средств, например, без учета возможного влияния предыдущего стресса, такого как старение. И это момент, когда команда под руководством Вольфганга Синца вместе с известными национальными и международными партнерами из исследовательских и промышленных кругов приступает к своей работе в проекте COMET «SafeBattery», который продолжился в апреле 2017 года.
У каждой батареи есть историяВ четырехлетнем исследовательском проекте, финансируемом Австрийским агентством содействия исследованиям, основное внимание уделяется механическому, электрохимическому, химическому и термодинамическому поведению отдельных элементов и отдельных модулей на основе лития при ударных нагрузках.
В ходе этого исследователи будут исследовать компоненты с разной историей, поскольку «безопасность должна быть обеспечена не только для новых аккумуляторов, но и для тяговых аккумуляторов в транспортных средствах, которые имеют определенное количество вибрации, возможные незначительные механические дефекты из-за небольших аварий. и календарное старение за ними », — говорит Вольфганг Синц. Другие факторы, влияющие на поведение аккумулятора в случае аварии, будут тщательно изучены, например, состояние зарядки и температура.Команда SafeBattery хочет выяснить пределы аккумуляторных элементов, чтобы впоследствии определить параметры, которые можно использовать, чтобы гарантировать, что эти пределы никогда не будут превышены на практике.
Требуется активное сотрудничество не только со стороны отраслевых партнеров, таких как AVL, Steyr Motors, Audi и Daimler, но и внутри технического университета Граца в форме экспертов из Института химии и технологии материалов и центра компетенции Virtual Vehicle. «В этом проекте много междисциплинарных кроссоверов. У нас есть огромный диапазон влияющих параметров, и мы должны исследовать и разбить мозаику на составные части.
Только тогда мы сможем дать рекомендации относительно конструкции, интеграции и эксплуатации батарей, — говорит Синз.Стенд для краш-тестов по индивидуальному заказу
Команда разработала и построила свои собственные испытательные стенды с индивидуальными измерительными и сенсорными технологиями для различных сценариев аварийных ситуаций для батарей и их компонентов в собственном зале краш-тестов Института: «Уникальная экспериментальная установка, которая может давать высококачественные данные измерений. и результаты всех очень сложных процедур, выполнение которых обычно занимает всего миллисекунды », — говорит Синц. Помимо этого, используются численные методы расчета и моделирование, помогающие лучше понять мультифизические процессы. Это должно привести к всестороннему знанию поведения тяговых аккумуляторов при ударных нагрузках, чтобы лучше интегрировать их в соответствующие концепции транспортных средств.
Эти знания можно использовать для раннего распознавания критических состояний аккумуляторов во время разработки и эксплуатации и предотвращения их с помощью специальных мер. Кроме того, производители ячеек заинтересованы в точных спецификациях требований. «Используя полученные результаты, мы хотим внести свой вклад в обеспечение большей свободы действий в отношении запаса хода и конструкции автомобиля, при этом всегда гарантируя безопасность», — резюмирует Синц.Взгляд на будущие поколенияЕще одним направлением проекта является то, что вместе с Институтом химии и технологии материалов будут исследованы не только современные литий-ионные батареи с жидкими электролитами, но и литиевые батареи следующего поколения с твердотельными электролитами. электролиты. «Что нас интересует, так это то, не будет ли у следующего поколения приводных аккумуляторов просто больше недостатков существующих систем или у них появятся новые или другие уязвимости», — говорит Вольфганг Синц.
Партнерами K-проекта «SafeBattery» программы COMET являются AVL List GmbH, SFL technology GmbH, Kreisel Electric GmbH, Steyr Motors GmbH, Audi AG, Daimler AG и Porsche AG. Из академических кругов Институту безопасности транспортных средств помогают Центр компетенции Virtual Vehicle и Институт химии и технологии материалов, а также TU Graz. Срок реализации проекта составляет четыре года, а общий финансовый объем составит шесть миллионов евро.Этот проект привязан к области «Мобильность».
Производство », один из пяти научных центров ТУ Грац.