Conception de cellules de batterie sans attendre le prochain prototype
Évaluez l'impact d'un changement de conception avant que quiconque ne le réalise.
La conception de cellules de batterie consiste à définir l'épaisseur des électrodes, les charges, les tailles de particules et la géométrie pour atteindre des objectifs en termes d'énergie, de puissance, de temps de charge et de durée de vie. Le Batemo Cell Designer part d'un modèle validé de votre dernière cellule et calcule des milliers de variantes, de sorte que seule la meilleure conception passe au prototype. Dans une étude réelle, la densité de puissance a augmenté d'environ 30 %.
Parler à un ingénieur en batteries
Conception de cellules de batterie : aujourd'hui et avec le Batemo Cell Designer
Aujourd'hui, chaque idée de conception donne lieu à un prototype, et un prototype prend des mois. Avec le Batemo Cell Designer, l'étude de conception vient en premier, et seules les conceptions qui atteignent déjà les objectifs passent au prototype.
Aujourd'hui
Commencer chaque idée par un prototype.
Les électrodes sont enduites, la cellule est assemblée et formée, et ce n'est qu'ensuite que vous observez l'effet de la modification.
Avec le Batemo Cell Designer
Partez de la réalité.
Batemo construit un modèle physique de votre dernière cellule, électrode ou matériau et clarifie les processus qui s'y déroulent. Sur cette base validée, vous pouvez permuter les électrodes, modifier l'électrolyte ou faire varier n'importe quel paramètre de conception.
Vous gagnez: Réalitécomme point de départ, afin que les prédictions soient fiables
Aujourd'hui
Essayer quelques variantes par an.
Le nombre d'idées que vous pouvez tester est limité par le nombre de prototypes réalisables en une année. La majeure partie de l'espace de conception reste inexplorée.
Avec le Batemo Cell Designer
Explorez tout l'espace de conception.
Chaque fabricant de cellules a ses propres atouts en matière de matériaux et de procédés. Le Batemo Cell Designer calcule des milliers de variantes de votre technologie, chacune en quelques secondes, afin que vous voyiez où se situent réellement ses limites.
Vous gagnez: L'espace entierde votre technologie explorée, non échantillonnée
Aujourd'hui
Identifier le compromis trop tard.
Une électrode plus épaisse offre plus d'énergie mais un comportement moins bon à courant élevé. L'objectif de puissance échoue un prototype plus tard.
Avec le Batemo Cell Designer
Équilibrez chaque objectif.
L'énergie, la puissance, le temps de charge, la durée de vie, le coût et la sécurité sont calculés ensemble pour chaque conception, de sorte que le Batemo Cell Designer trouve le meilleur équilibre entre eux. Dans une étude réelle, la densité de puissance a augmenté d'environ 30 % à densité d'énergie quasi identique.
Vous gagnez: Optimaléquilibre de tous les objectifs, p. ex. +30 % de densité de puissance à densité d'énergie égale
Aujourd'hui
Attendre le format cible.
Les premiers prototypes sont des cellules bouton ou des pochettes monocouches. Le comportement du design dans la cellule cylindrique ou pochette finale n'est observable qu'une fois ce format fabriqué.
Avec le Batemo Cell Designer
Prédisez le format cible dès le début.
À partir de prototypes monocouches ou de cellules boutons, le Batemo Cell Designer prédit les performances du design dans le format cible, afin que vous sachiez rapidement quelle direction prendre.
Vous gagnez: Tôtcomportement conforme au format cible dès les premiers prototypes
Aujourd'hui
Répondre à une demande client avec une conception.
Un client définit les objectifs, et trouver la bonne cellule implique davantage de prototypes et de mois supplémentaires.
Avec le Batemo Cell Designer
Traduire les exigences en une conception de cellule.
Saisissez les objectifs du client et le Batemo Cell Designer trouve la conception qui les satisfait au mieux dans le cadre de votre technologie.
Vous gagnez: Semainesde l'exigence client à la conception de cellule, pas des mois
Aujourd'hui
Évaluer un matériau de manière isolée.
Un nouveau matériau est testé dans une demi-cellule. Ce qu'il modifie dans la cellule finie, ou dans le système de l'utilisateur final, n'apparaît que bien plus tard.
Avec le Batemo Cell Designer
Développez pour l'utilisateur final.
Modélisez très tôt des matériaux de nouvelle génération et observez ce qu'ils apportent dans la cellule finie, et même dans le système fini. Batemo couvre toute la chaîne, du matériau au système.
Vous gagnez: Ce qui comptevers l'utilisateur final, du matériau au système
Chaque paramètre influe sur chaque objectif
Épaisseur, porosité, teneur en silicium : chaque paramètre de conception influe simultanément sur l'énergie, la puissance, le temps de charge et la durée de vie. Le Batemo Cell Designer calcule les compromis avant le premier prototype.
Quelle est la durée de votre propre cycle de conception ?
Les trois chiffres en tête décrivent votre programme, et vous pouvez les modifier. Sous « Comment ce calcul est effectué », vous trouverez les quatre hypothèses que nous formulons de notre côté, chacune avec sa source.
- Cellule de départ255 Wh/kg · 1 945 W/kg
- Variantes de conception
- Objectif de conception
- 342 cellules échantillons supplémentaires
À 0 %, vous commencez maintenant, avec la totalité des économies devant vous.
Mode de calcul4 hypothèses fixes
Sans modèle, le délai jusqu'au gel de la conception correspond simplement au nombre d'itérations restantes multiplié par le nombre de semaines que chacune d'elles nécessite. Avec un modèle, les itérations se font sous forme de calculs : un développement de modèle unique, puis un travail de conception par itération, plus la validation sur la part que vous construisez encore. Si le résultat s'avère plus long que tout construire, la calculatrice conserve le plus court des deux — un modèle que vous ne commenceriez pas n'est pas un avantage.
- Développement du modèle chez Batemo, une seule fois
- 8 semaines
- Document de travail des ingénieurs batterie de Batemo.
- Travail de conception numérique par itération
- 1 semaine
- Document de travail des ingénieurs batterie de Batemo.
- Validation par itération
- 4 semaines
- Document de travail des ingénieurs batterie de Batemo.
- Itérations validées physiquementPart des itérations qui font encore l'objet d'une construction et d'un test réels, même avec la simulation dans la boucle.
- 40 %
- Document de travail des ingénieurs batterie de Batemo.
Questions sur la conception de cellules de batterie
Qu'est-ce que la conception de cellules de batterie ?
La conception de cellules de batterie est le processus consistant à choisir les paramètres qui constituent une cellule, par exemple les dimensions et la géométrie, l'épaisseur et le chargement des électrodes, la porosité, la taille des particules, l'électrolyte, la structure des couches et la disposition des languettes. L'objectif est d'atteindre simultanément des cibles telles que l'énergie, la puissance, le temps de charge, la durée de vie et le coût. Chaque choix influe sur les autres, c'est pourquoi ce travail est souvent qualifié d'art.
Comment l'épaisseur des électrodes influence-t-elle l'énergie et la puissance ?
Une électrode plus épaisse contient davantage de capacité par unité de surface, ce qui permet à une cellule de stocker plus d'énergie. La contrepartie réside dans le comportement à courant élevé : les ions parcourent une plus grande distance et la cellule perd davantage de capacité en charge. La capacité surfacique est donc le paramètre que le concepteur de cellules définit en premier, et presque tous les compromis en découlent.
La simulation peut-elle remplacer le prototypage dans la conception de cellules ?
Il remplace la plupart des prototypes de test, pas le dernier. Vous réalisez une étude de simulation sur des variations de paramètres significatives, construisez le prochain prototype, le validez et recommencez. Seules les conceptions qui semblent déjà correctes passent au stade du prototype. La conception finale est toujours validée sur une cellule réelle.
Pourquoi ne pas utiliser des modèles microstructuraux par éléments finis pour la conception de cellules ?
Ils peuvent répondre à la question en principe. En pratique, la paramétrisation prend des mois et une seule simulation prend des heures. Vous devez également vous assurer vous-même que le modèle est valide. Croyez-nous, c'est un travail difficile. Et vous souhaitez concevoir des cellules, pas valider des modèles, n'est-ce pas ? Le processus global est donc trop lent et trop sujet aux erreurs pour une boucle de conception avec des milliers de variantes. Un Batemo Cell Model basé sur la physique avec le Batemo Cell Designer s'exécute en quelques secondes et résout ces problèmes.
Quelle est la précision du Batemo Cell Designer ?
Le Batemo Cell Designer s'appuie sur le Batemo Cell Model. Sur 198 cellules validées, l'écart médian du Batemo Cell Model est de 0,8 %, mesuré par rapport aux expériences de validation. Le Batemo Cell Designer hérite de cette précision, mais devient moins précis à mesure que votre conception s'éloigne du point de départ validé. Ce n'est pas un problème : dès que les prédictions tendent à devenir imprécises, vous construisez le prochain prototype, le validez et recommencez.
Deux façons de démarrer votre prochain design de cellule
Si vous avez besoin de la décision
Apportez-nous votre dernière cellule et vos objectifs.
Un ingénieur ayant mesuré ces cellules lit votre message — pas une boîte aux lettres, ni un service commercial qui le transfère.
Si vous avez besoin des données
Consultez les cellules mesurées avec lesquelles votre conception est en concurrence.
Batemo Insights contient le comportement mesuré de chaque cellule du Batemo Cell Explorer — y compris ce que l'Explorer public ne montre délibérément pas.
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