Blue Solutions i AVL testują bezpieczeństwo baterii w stanie stałym

Blue Solutions i AVL zakończyły wspólny program rozwojowy mający na celu ocenę bezpieczeństwa nowej generacji baterii w stanie stałym. Prace koncentrowały się na zachowaniu komórek baterii pod wysokim obciążeniem, zapobieganiu rozprzestrzenianiu się ciepła oraz przygotowaniu tej technologii do produkcji seryjnej.

Francuski producent baterii w stanie stałym Blue Solutions oraz austriacki specjalista od inżynierii AVL zakończyli wspólną ocenę bezpieczeństwa komórek baterii najnowszej generacji opracowanych przez Blue Solutions. Program ten skupiał się na identyfikacji i łagodzeniu potencjalnych zagrożeń przed rozpoczęciem produkcji tej technologii na skalę przemysłową.

Aby ułatwić ocenę, partnerzy połączyli technologię ogniw firmy Blue Solutions z wiedzą AVL w zakresie symulacji, testowania i walidacji. Program badał zachowanie ogniw przy rosnącym ciśnieniu wewnętrznym, stabilność mechaniczną oraz różne scenariusze obciążeń i awarii.

Bateria stanu ciekłego najnowszej generacji firmy Blue Solutions wykorzystuje anodę z litu i metalu, oprócz innych nowych technologii. W porównaniu z obecnymi ogniwami litowo-jonowymi, taki projekt ogniw obiecuje wyższą gęstość energii, ale stwarza również nowe wyzwania inżynieryjne, szczególnie w zakresie kontrolowania ciśnienia wewnętrznego ogniw i projektowania mechanicznej struktury całego systemu baterii.

Kluczowym elementem programu była propagacja cieplna, czyli rozprzestrzenianie się zdarzenia termicznego od uszkodzonego lub przegrzanego elementu na sąsiednie elementy. W najgorszym przypadku taka awaria może wywołać reakcję łańcuchową w całym pakiecie baterii. Według Blue Solutions i AVL program wykazał, że to ryzyko można zmniejszyć poprzez rozwój oparty na symulacjach, projektowanie elementów optymalizowane pod kątem ciśnienia oraz architekturę systemu baterii skupioną na bezpieczeństwie.

Partnerzy stwierdzili, że wyniki symulacji i weryfikacji były pozytywne i spójne. Zgodnie z wspólnym oświadczeniem technologia ta spełnia kluczowe wymagania chińskiego obowiązkowego standardu bezpieczeństwa baterii GB 38031-2020. Regulacja ta określa wymagania bezpieczeństwa dla baterii trakcyjnych używanych w pojazdach elektrycznych i obejmuje testy na poziomie elementów, pakietów baterii oraz całego systemu.

„Praca z najnowszą technologią baterii w stanie stałym firmy Blue Solutions to istotny krok naprzód dla AVL” – powiedział Paul Schiffbänker, dyrektor ds. rozwoju baterii w AVL. „Nie tylko pogłębia naszą wiedzę na temat specyficznych cech bezpieczeństwa tej chemii najnowszej generacji, ale także aktywnie przyspiesza rozwój naszych metodologii bezpieczeństwa oraz rozwiązań projektowych dotyczących baterii”.

Jednocześnie partnerzy dążą do zachowania wysokiej gęstości energetycznej komórek. Blue Solutions i AVL celują w gęstość energetyczną objętościową o 25 procent wyższą niż w przypadku porównywalnych pakietów baterii opartych na komórkach litowo-jonowych NMC, co umożliwia przechowywanie większej ilości energii w tym samym obszarze montażowym. Oczekują również, że gęstość energetyczna gravimetryczna, która mierzy pojemność przechowywania energii w odniesieniu do masy baterii, wzrośnie o 13 procent.

„Od zaawansowanych modeli predykcyjnych opartych na symulacjach po nowe metody weryfikacji i oceny, ta współpraca umożliwia nam systematyczne włączanie kwestii bezpieczeństwa do procesu rozwoju przyszłych systemów baterii o wysokiej mocy od samego początku” — dodał Schiffbänker.

Olivier Caumont, dyrektor ds. systemów baterii w Blue Solutions, postrzega ten program jako potwierdzenie gotowości koncepcji do wejścia na rynek. „Wizja i wiedza [AVL] z wielu dziedzin, połączone z naszym bogatym doświadczeniem w produkcji baterii stanu ciekłego oraz integracji pakietów, w tym aspektami bezpieczeństwa, termicznymi i mechanicznymi, pozwoliły nam stwierdzić, że nasze rozwiązanie w pełni odpowiada potrzebom rynku i jest w stanie spełnić najwyższe wymagania bezpieczeństwa”.

Blue Solutions obecnie rozwija czwartą generację swojej technologii baterii w stanie stałym. Firma współpracuje już z kilkoma partnerami w celu oceny potencjalnych zastosowań i planuje wprowadzić tę technologię do samochodów osobowych do końca dekady. Wyniki wspólnego programu bezpieczeństwa zostaną przedstawione na konferencjach międzynarodowych oraz wydarzeniach branży baterii.