Blue Solutions и AVL тестируют безопасность твердотельных аккумуляторов

Компании Blue Solutions и AVL завершили совместную программу разработки, направленную на оценку безопасности нового поколения твердотельных аккумуляторов. Работы были сосредоточены на поведении элементов аккумулятора при высоких нагрузках, предотвращении распространения тепла и подготовке технологии к серийному производству.

Французский разработчик твердотельных аккумуляторов Blue Solutions и австрийский специалист по инженерии AVL завершили совместную оценку безопасности аккумуляторных элементов нового поколения от Blue Solutions. Программа была нацелена на выявление и снижение потенциальных рисков перед началом промышленного производства этой технологии.

Для проведения оценки партнеры объединили технологию элементов питания от Blue Solutions с опытом AVL в области моделирования, тестирования и проверки качества. В рамках программы изучалось поведение элементов питания при увеличении внутреннего давления, их механическая стабильность, а также различные сценарии напряжений и отказов.

Батареи нового поколения от Blue Solutions на твердотельных основах используют анод из литиевого металла, наряду с другими инновационными технологиями. По сравнению с современными литиево-ионными элементами питания, такая конструкция обеспечивает более высокую плотность энергии, но в то же время создает новые инженерные задачи, особенно в плане контроля внутреннего давления в элементе питания и проектирования механической структуры всей батарейной системы.

Одним из ключевых аспектов программы было исследование теплового распространения — процесса перехода теплового события от неисправной или перегретой ячейки к соседним ячейкам. В худшем случае такая неисправность может спровоцировать цепную реакцию во всем блоке аккумуляторов. По данным Blue Solutions и AVL, программа показала, что этот риск можно снизить за счёт разработки на основе моделирования, проектирования ячеек с учётом факторов нагрузки и архитектуры системы аккумуляторов, ориентированной на безопасность.

Партнёры отметили, что результаты моделирования и проверки были положительными и согласованными. Согласно совместному заявлению, данная технология соответствует основным требованиям обязательного к применению в Китае стандарта безопасности аккумуляторов GB 38031-2020. Этот стандарт определяет требования к безопасности тяговых аккумуляторов, используемых в электромобилях, и предусматривает тестирование на уровне ячеек, блоков аккумуляторов и всей системы.

«Сотрудничество с новейшей технологией твердотельных аккумуляторов от Blue Solutions представляет собой значительный шаг вперед для AVL», — сказал Пол Шифбанкер, директор по разработке аккумуляторов в AVL. «Это не только углубляет наше понимание специфических характеристик безопасности этой актуальной химической формулы, но и способствует дальнейшему совершенствованию наших методик обеспечения безопасности и решений по проектированию аккумуляторов».

В то же время партнеры стремятся сохранить высокую энергетическую плотность элементов. Blue Solutions и AVL ставят цель достичь объемной энергетической плотности, на 25 процентов превышающей показатели аналогичных аккумуляторных блоков на основе литиево-ионных элементов NMC, что позволит хранить больше энергии в том же пространстве. Они также ожидают, что гравиметрическая энергетическая плотность, отражающая объем храняемой энергии в зависимости от массы аккумулятора, увеличится на 13 процентов.

«От современных моделей прогнозирования на основе симуляций до новых методов проверки и оценки — благодаря этому сотрудничеству мы можем систематически учитывать аспекты безопасности на этапе разработки будущих высокоэнергетических аккумуляторных систем с самого начала», — добавил Шифбанкер.

Оливье Комон, директор по аккумуляторным системам в Blue Solutions, считает эту программу подтверждением готовности концепции к внедрению на рынке. «Визионерский подход и профессионализм [AVL] в различных секторах, в сочетании с нашим обширным опытом производства твердотельных аккумуляторов и их интеграции, включая учет аспектов безопасности, термической стабильности и механических характеристик, позволили нам убедиться, что наше решение полностью соответствует потребностям рынка и способно выполнять самые строгие требования к безопасности».

Компания Blue Solutions в настоящее время разрабатывает четвертое поколение своей технологии твердотельных аккумуляторов. Она уже сотрудничает с несколькими партнерами для оценки потенциальных сфер применения и планирует ввести эту технологию в использование в легковых автомобилях к концу десятилетия. Результаты совместной программы по безопасности будут представлены на международных конференциях и мероприятиях индустрии аккумуляторов.