Hur får batteriutvecklaren ekvationen att gå ihop?

| Av Olle Holm | Tipsa redaktionen

Dagens batteriutvecklare ska öka batteriets livslängd, energi- och effektdensitet, men samtidigt minska laddningstiden. Dessutom ska detta göras till en lägre kostnad. Är det möjligt att få ekvationen att gå ihop?

Den svenskutvecklade mjukvaran COMSOL Multiphysics hjälper världsledande forskare, fordonstillverkare och elektronikproducenter att förstå batteriets funktion och hur dess prestanda kan optimeras.

- Utvecklingen av elfordon driver just nu på utvecklingen av förbättrade batterier. För att öka prestandan krävs det forskning och utveckling, där modellering och simulering pekar ut välbehövliga genvägar, säger Ed Fontes som är CTO på COMSOL och som dessutom har en doktorsexamen i tillämpad elektrokemi från KTH.

Dagens batterier börjar närma sig sitt teoretiska maximum i energidensitet. Energidensiteten begränsas av batterikemin, som även helt utan förluster har en teoretisk begränsning. Kemin definieras i sin tur av elektrodmaterial och elektrolytsammansättning. Litium-luftbatterier har en energidensitet som närmar sig bensin och det är förmodligen nära det maximala för ett batteri.

- Men även kylkomponenter och strömkollektorer bidrar till totala vikten hos ett batterisystem, så deras design påverkar batterisystemets energidensitet väsentligt och där finns det fortfarande mycket att göra, fortsätter Ed Fontes.

Det krävs även en hög effektdensitet för att omsätta stora mängder energi under kort tid vid bromskraftåtervinning eller snabbladdning. Här finns det mycket att vinna på att göra tunna batterikomponenter som samtidigt inte är känsliga för kortslutning. Mycket av forskningen på att få fram nya material bygger på att de ska gå att tillverka tunna elektroder, elektrolyt och separatorer.

- Det är ett utmanade optimeringsproblem att designa ett system som kan hantera både mycket höga strömmar under laddning och relativt låga under urladdning.

Livstid, säkerhet och tillförlitlighet är starkt sammankopplade hos ett batteri. Inte bara batterikemin påverkar detta utan även designen eftersom ojämn strömfördelning, dålig kontroll av laddning/urladdning och kylning påskyndar slitage och ökar risken för fel. Expansion och kontraktion av material under många driftcykler kan orsaka mikrosprickor som försämrar prestanda hos batteriet. Kortslutning på grund av metallutfällning kan orsaka prestandaförsämring och även överhettning med brandrisk.

För att förstå de fenomenen som sker i ett batteri krävs det beskrivningar av elektriska fält, transport av kemiska föreningar, kinetik för de elektrokemiska reaktionerna, värmetransport, fluidmekanik och strukturmekanik. Allt detta är starkt sammanflätat i en noggrann beskrivning av ett batteri och det är här som så kallad multifysikmodellering ger extrema genvägar.

-Det är här som våra produkter och speciellt Batteries & Fuel Cells Module är unika, kan bidra och göra skillnad för utveckling av nya batterier och batterisystem, avslutar Ed Fontes.

 

 

Bildtext: Ed Fontes är CTO för COMSOL vars mjukvara används för att simulera framtidens batterier.

 



Håll dig uppdaterad med Motor-Magasinet
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Startsidan just nu

ICDP:Elbilar halverar omsättningen

Oro över att försäljningen av biodrivmedel sjunker

Storsatsning i Nykvarn som får del av testbädd för elektromobilitet

Werksta-gruppen köper norsk bilskadekedja

Werksta Gruppen har förvärvat Bulk Bilskadeservice AS. Bulk är verksamma i Oslo och är en viktig, oberoende aktör på den norska verkstadsmarknaden som specialiserar sig på reparation av kollisionsskador. Efter förvärvet kommer Werksta utgöra ett nätverk av 60 verkstäder över hela Norden.

Veho Bil köper last- och transportbilsverksamhet i Västerås

Antalet omkomna i trafiken fortsätter öka

Nyhetsbrev

Dags för Vallåkraträffen

Arkiv

Elbilarna drar ner eftermarknaden i Norge

Elbilsboomen i Norge börjar sätta avtryck på eftermarknaden i form av minskade intäkter. Det menar Stig Morten Nilsen som leder Norges största bilbranschorganisation.

STCC tillbaka i helgen med Kanonloppet

Polestarmjukvara ger ökat vridmoment till bakhjulen

1

Han rånades på bilen i sin verkstad

Pierre Daniel rånades på sin Audi RS6 i sin bilverkstad. Rånarna togs av polisen, och friades av Tingsrätten. Nu får han räkna med att träffa gärningsmännen på stan.

Världsunik lackteknik hjälper verkstäder bli mer hållbara

De är Sveriges enda specialister på Aston Martin

Aston Hill är sedan 2016 landets enda oberoende verkstad specialiserad på Aston Martin. Men chefsmekaniker Olaf Jochems välkomnar även Austin Healeys, MGs och Jaguarer.

Lättare ladda elbilar i norr

700 laddplatser för elbilar ska etableras på lättillgängliga platser mellan Gävle och Luleå under de närmaste tre åren.

1

Därför friades bilrånare

Självkörande lastbil från Mercedes-Benz på ELMIA

Fordonskomponentgruppen vill främja och utveckla svensk hightechindustri för framtida tillväxt

Kvdbil har öppnat fyra nya anläggningar i samarbete med Autoexperten

Helt självkörande bilar är rena fantasierna tycker BMW-chef

Världens biltillverkare ”kappkör” för att få fram självkörande fordon. Men helt självkörande bilar kommer aldrig att bli verklighet. Det tror i alla fall en av bilvärldens mäktigaste män, Ian Robertson, varumärkeschef och medlem av styrelsen vid BMW AG.

Bilar för miljoner förstörda av bilbränder

Nya arbetstillfällen när Hedin Bil öppnar i Nacka

Fordonsindustrin lyfter legotillverkare

Snabbhärdande rutlim som håller vad det lovar

TEMA UTBYTES/RESERVDELAR: Efter endast 30 minuter visade nya rutlimmet från Teroson att det håller vad det lovar - framrutan satt kvar!

Livsmedelskedjor bygger laddstationer i Tyskland

Första tyska bussen efterutrustad med SCR

Falska mejl i Transportstyrelsens namn

Smarta varningsljus kan rädda liv i höstmörkret

Vita Huset vill sänka emissionskraven för bilar

Marchionne började sin karriär i Kanada

Handbyggda sportbilar – deras passion

1

En kinesisk Mercedes med eldrift

Debatt: Snåla fossilbilar bör ses som näst bästa miljöval

Nytt bilvårdskoncept - Detail Garage

E-mobilityexpert gästar DEFA under Almedalsveckan

Folksam bidrar till virtuella kvinnliga krockdockor

Ford inleder globalt strategiskt samarbete med Volkswagen

Se alla Företagens egna nyheter

Extra vattenpumpar - Ny produktportfölj i programmet av vattenpumpar

Ny kamremsats till Volvo

Continental finns på Automechanika 2018

Mercedes 9G-Tronic växellådstråg med filter!

Payback Lubricants hos Drivknuten.se

Ultrasonic Sensorsystem hjälper till att hålla alla trafikanter säkra!

Välkommen tillbaka!

Triscan wireprogram: Vi ökar, förbättrar och testar

Efterlängtad axel till Saab

"Get more – be part of it“

Träffa oss på LASTBIL 2018 den 22-24 augusti på Elmia!

HBA introducerar en ny serie inspektionslampor

Besök oss på EuroExpo Industrimässa

Fortsatt framgång och utveckling i Europas största program av framvagnsdelar

Ny drivaxel till Audi

Välkommen till Elmia Lastbil

Lagerrensning!

40% utökning av kapacitet hos Triscan centrallagret

Golvställ med magnetram

Hjullager till Subaru

E-godkänd ploglampa med värmelins

Nyckelskåp med kodlås

Lampan med det där lilla extra

Give away-set backspegelhängare

Infoskyltar till bilhall

Sänd till en kollega

0.206