Analiza wytrzymałości aluminiowych ram do akumulatorów: zapewnienie trwałości i bezpieczeństwa w zastosowaniach EV.

W Endego oferujemy zaawansowaną wiedzę i doświadczenie z zakresu fizyki i inżynierii, wspierane narzędziami do wirtualnej walidacji CAE, które pomagają pokonywać tego typu wyzwania, poprzez stosowanie najnowocześniejszych analiz Metodą Elementów Skończonych oraz technik optymalizacji wytrzymałościowej i termicznej. We współpracy z Klientem, zespół inżynierów Endego przeprowadził kompleksową analizę wytrzymałości aluminiowej ramy akumulatora i zagwarantował spełnienie surowych wymagań co do wydajności i bezpieczeństwa, stawianych nowoczesnym pojazdom elektrycznym (EV).

Wyzwanie projektu: ocenić wytrzymałość baterii pod wpływem ciśnienia pęczniejącego ogniwa

Klient zwrócił się do Endego z kluczowym problemem: ocenić wytrzymałość mechaniczną aluminiowej ramy akumulatora poddanej ciśnieniu od pęczniejących ogniw akumulatora i wyznaczyć siły działające na punkty mocowania obudowy akumulatora.

Ogniwa akumulatora rozszerzają się i kurczą w cyklach ładowania i rozładowania, a przez to wytwarzają naprężenia wewnętrzne, które mogą zagrozić wytrzymałości ramy akumulatora. Celem zadania było:

• ocenić przebieg naprężeń i deformacji ramy aluminiowej pod obciążeniem od pęcznienia,
• wyznaczyć siły w punktach mocowania oraz zapewnić właściwy rozkład obciążenia,
• zweryfikować stabilność wytrzymałościową obudowy baterii w dłuższym czasie, z cyklami eksploatacyjnymi.

Biorąc pod uwagę nieliniowe zachowanie materiałów używanych do wykonania obudów akumulatorów, konieczna była precyzyjna symulacja Metodą Elementów Skończonych (MES), w celu odwzorowania pracy obudów w warunkach rzeczywistych i dokonania odpowiedniej optymalizacji ich konstrukcji.

Nasze podejście: zaawansowane symulacje MES oraz analizy wytrzymałościowe

Aby spełnić wymagania Klienta, zespół wirtualnej walidacji CAE w Endego opracował wysokiej jakości model MES ramy akumulatora, który wiernie odwzorowuje jej połączenia, własności materiałowe i warunki obciążania.

Kluczowe kroki analizy:

1. stworzenie nieliniowego modelu MES:
   • opracowano szczegółowy model symulacyjny aluminiowej ramy akumulatora.
   • do realistycznego odwzorowania zachowania w warunkach obciążeń termicznych, zastosowano nieliniowe prawo materiałowe.
2. ocena stanów naprężeń i deformacji:
   • model poddano ciśnieniu wewnętrznemu od pęcznienia ogniw baterii. Przeanalizowano rozkład naprężeń, poziom deformacji oraz ryzyko awarii.
   • zidentyfikowano miejsca koncentracji naprężeń. Modyfikacje konstrukcji uwzględniły je tak, aby złagodzić ryzyka takich potencjalnych słabych punktów.
3. ocena sił w punktach mocowania obudowy akumulatorów:
   • razem z zespołem Klienta, inżynierowie Endego precyzyjnie określili siły w punktach mocowania.
   • następnie zoptymalizowano konstrukcję systemu mocowań, w celu zwiększenia ich niezawodności wytrzymałościowej.

Dzięki temu wieloaspektowemu podejściu udało się zagwarantować, że konstrukcja ramy akumulatora wytrzyma naprężenia eksploatacyjne, a jednocześnie zachowa cechy efektywnej lekkiej struktury, co jest kluczowym czynnikiem w rozwoju akumulatorów do pojazdów elektrycznych.

Wynik projektu: niezawodna i skalowalna konstrukcja ramy akumulatora

Zoptymalizowana rama akumulatora, przeanalizowana i zweryfikowana przez zespół inżynierów Endego, gwarantuje bezpieczeństwo w długim okresie eksploatacji ramy oraz jej bezawaryjną pracę. Kluczowe korzyści dla Klienta obejmują takie aspekty jak:

• opracowanie niezawodnej i trwałej obudowy akumulatora, która gwarantuje bezpieczną pracę podczas wielu cykli ładowania,
• umożliwienie rozszerzenia asortymentu baterii wielkoformatowych; umożliwienie produkcji bardziej złożonych konstrukcji baterii,
• rozwinięcie współpracy z wiodącymi producentami pojazdów elektrycznych; ugruntowanie pozycji Klienta na rynku pojazdów elektrycznych.

Firma Endego wykonała wirtualną walidację konstrukcji i pomogła Klientowi zwiększyć niezawodność ram akumulatorów, zmniejszyć ryzyka projektowe i spełnić rygorystyczne przepisy bezpieczeństwa.

W Endego specjalizujemy się w analizie strukturalnej, termicznej, dynamicznej i nieliniowej systemów akumulatorowych, pojazdów elektrycznych i konstrukcji lekkich. Nasze doświadczenie w modelowaniu MES, wirtualnej walidacji CAE i optymalizacji materiałów pomaga producentom budować bezpieczniejsze i bardziej wydajne urządzenia do magazynowania energii.

Jeśli Twoja firma szuka wsparcia inżynierskiego w zakresie projektowania baterii akumulatorów, analiz materiałów lekkich czy oceny wytrzymałości konstrukcji, skontaktuj się z nami już dziś! Nasz zespół jest gotowy pomóc Ci opracować układy akumulatorów nowej generacji, które napędzają innowacje w technice pojazdów elektrycznych.

📩 Skontaktuj się z nami, aby omówić Twój Projekt.