Regenerované li-ion akumulátory nájdu uplatnenie napríklad v batériových úložiskách.
Elektromobilita sa stáva svetovým trendom, avšak otvára aj environmentálne otázky, čo s opotrebovanými li-ionovými batériami. Práve touto problematikou sa zaoberá aj dubnická spoločnosť ZTS – VÝSKUM A VÝVOJ, a.s., ktorá v rámci projektu „Regenerácia použitých batérií z elektromobilov“ hľadá spôsoby, ako dať batériám druhý život tak, aby mohli byť použité v energeticky menej náročných aplikáciách.
Pri výskume využíva takzvané digitálne dvojča, teda technológiu, ktorá využíva strojové učenie a dokáže tak vytvárať živé digitálne simulačné modely budúcich regenerovaných modulov.
Virtuálna batéria eliminuje chyby na tej reálnej
Využitie digitálneho dvojčaťa je novým trendom v oblasti digitalizácie rôznych procesov, či už vo výrobnej sfére alebo v prevádzkach. Ide o presný virtuálny model produktu. Digitálne dvojča zaznamenáva a hodnotí zmeny počas celého životného cyklu produktu, čo spoločnostiam umožňuje predvídať jeho správanie sa, identifikovať slabé stránky a optimalizovať produkt v reálnom čase.
Digitálne dvojča dokáže tiež simulovať a testovať rôzne zmeny pred uvedením produktov do reálnej prevádzky. Jednoducho povedané, vie virtuálne predpovedať všetko, čo sa môže stať a možno ho použiť na vylepšovanie produktu počas jeho celého životného cyklu.
„Samotná lítium-iónová batéria je relatívne zložitý systém. Jej vnútorné parametre sú veľmi nelineárne a vzájomne prepojené, pričom jej životnosť je vysoko ovplyvnená rôznymi faktormi. Vo výskumných úlohách, ktoré sa venujú odhadu stavu nabitia a životnosti, rýchlemu nabíjaniu a vybíjaniu, tepelnému manažmentu a predlžovaniu životnosti, vznikajú obrovské výzvy a vďaka digitálnemu dvojčaťu dokážeme šetriť čas a finančné prostriedky vynaložené na vývoj regenerovaného batériového článku,“ vysvetľuje Stanislav Králik, CEO spoločnosti ZTS – VÝSKUM A VÝVOJ, a.s..
Bezpečnosť na prvom mieste
Regenerované li-ion akumulátory nájdu uplatnenie napríklad v batériových úložiskách. Digitálne dvojča má teda slúžiť aj na to, aby takéto úložisko bolo bezpečné, spoľahlivé a s vysokou životnosťou. Tak, ako každý iný batériový článok, aj li-ion článok počas procesov nabíjania a vybíjania generuje určité množstvo tepla.
Vysoká prevádzková teplota či nízka teplota okolia majú pritom vplyv na stratu kapacity a únik tepla, alebo inak thermal runaway, a to môže končiť explóziou v dôsledku prehriatia alebo nadmerného vybitia.
„Je preto extrémne dôležité, aby batériové úložisko obsahovalo vhodne navrhnutý chladiaci systém s vysokou mierou spoľahlivosti, bezpečnosti a životnosti. Prostredníctvom numerických CFD simulácií u digitálneho dvojčaťa vieme vypočítať teplotu článkov a ďalších komponentov battery packu a posúdiť bezpečnosti prevádzky s ohľadom na maximálnu teplotu či dostatočné chladenie. Doposiaľ bolo vytvorených mnoho numerických modelov s rôznym stupňom komplexnosti a rozsahom riešenia úlohy pre rôzne prevádzkové podmienky batérií. Výsledky numerických simulácií nám dávajú obraz o prebiehajúcich procesoch a pomáhajú predpovedať rôzne stavy a správanie sa batériového systému,“ objasňuje Stanislav Králik, CEO spoločnosti ZTS – VÝSKUM A VÝVOJ, a.s..
Numerické CFD simulácie sú dnes už súčasťou procesu vývoja rôznych produktov. Vďaka nim je možné optimalizovať produkt, znížiť náklady na jeho vývoj a výrobu a uviesť ho tak rýchlejšie do života. Pri využívaní digitálneho dvojčaťa totiž nie je nutné fyzicky vyrobiť testovací model, ale stačí jeho digitálny návrh, ktorý je možné virtuálne otestovať a optimalizovať.
PR článok spoločnosti ZTS – VÝSKUM A VÝVOJ.
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.