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

LEDARE: Vi börjar lita på självkörande bilar

Sveriges bästa ungdomsmekaniker

Årets slutprov har avslutats och Sveriges bästa ungdomsmekaniker har nu utsetts.

Laddbart ökar i storstäderna

Ny väderfabrik simulerar alla väder

Dragracingens pionjärer möts under EM 7-10 juni

Han tar bilen från Svalbard till Gasoline Street Week

Nyhetsbrev

"Laga plast istället för att byta ut"

Arkiv

Allt färre köper begagnade bilar

Försäljningen av begagnade bilar minskade med 3,6 procent under första kvartalet 2018 jämfört med året innan. I mars tappade försäljningen hela 9,8 procent.

Nu införs nya besiktningsregler för gasfordon

De nya regler för besiktning som börjar gälla nu på söndag den 20 maj rör även fordon som drivs med gas. Det handlar om över 20 000 fordon med gastank som innan årets slut måste besiktas enligt de nya kraven.

Plus

De jagar illegala verkstäder

Vi har följt med Malmö kommuns två miljöinspektörer som jobbar med att kartlägga stans ljusskygga bilverkstäder.

Svenskarna tror på en självkörande framtid

Fordonsbranschen allt viktigare för Sverige

SnapSkan växer internationellt

Bekräftat att danska FTZ är satt till salu

BCA bygger transportnät för fordonstransporter till och från Sverige

Kia introducerar 48V mildhybrid

Forskare har hittat nytt bränsle för bränslecell

17 personer omkom i apriltrafiken på väg

PROVKÖRNING: Kan det bli bättre än så här?

Här scannar biltjuven av din keyless-nyckel utanför ytterdörren

Alpine lanseras i Sverige

Håkan Jönsson ny chef för IVECO North Europe & Baltics

Motorer som inte är fackmässigt renoverade har blivit ett hot i branschen

Problembilden kring helrenovering av nyare, mindre personbilsmotorer är betydligt mer komplicerad än vad som tidigare förutspåtts av MRF och SFVF.

Interdan tar över importen av Opel i Sverige

Opus har fått stort kontrakt för fordonsbesiktning i Chile

Biltema storsatsar på varuhus

Ford säljer snart bara suvar i USA

PROVKÖRNING: En på dryga dussinet

Plus

CHEF-intervjun: ”Vi har en stor potential att växa i Sverige”

BMW Concept iX3 visas upp på Auto China 2018

Concentric AB utser försäljningschef för motorprodukter i Europa och Asien

Vattenfall storsatsar på laddinfrastruktur för elbilar i Europa

Lesjöforsfjädrar i Nike-skyltning i fashionabel Londonbutik

Klar förbättring inom bilskadebranschen

Li Shufu om framtiden för fordonssektorn

PROVKÖRNING: Subtil skönhet

Se alla Företagens egna nyheter

Nya BMW-godkända hjulbalanserare

≠SECURITY inside : NTN-SNR's chasis products

Fina priser på AC-maskiner

TOTAL lanserar ny toppmodern produkt!

Dekaler till Safelifts pelarliftar

Induktionsvärmare

Släcka tvåor? Är det något för vår verkstad?

FORMAC är i förändring

IRT från Hedson 50 år!

Nyckeln till körkomfort

Foliering av båtskrov till Bil & Marin

Fem tips för att komma igång med arbetsmiljöarbetet på däckverkstaden

Nya medlemmar i GEYSER-Familjen!

TechScaN’R

Styrenheter/Ballaster för xenonstrålkastare

Vad är Digital-Servicebook.com

TOTAL firar viktigt samarbete

Sittskydd från Formac

Actia 3D hjulinställning nu med registreringsummer sök

Herkules AirgoMatic 3213 från Hedson

Vill du ha en egen SNABBFIL?

Så säkerställer du som VD att däckverkstäderna inom kedjan följer lagen

Drivaxel till Opel Meriva

Ny olja för klassiska bilar

Nya kamremssatser till Volvo

Sänd till en kollega

0.155