Conception et développement de batteries améliorés grâce à la simulation multiphysique
Depuis quelques années, les investissements destinés aux technologies plus respectueuses de l’environnement ont fortement augmenté, en particulier, dans le secteur des véhicules électriques et de l’énergie avec un focus particulier pour la conception et le développement de batteries.
Pour soutenir leur activité, les ingénieurs et scientifiques en chargent de l’étude et de l’élaboration des batteries et des systèmes associés peuvent compter sur les outils de simulation et de modélisation. Ces derniers sont une aide précieuse qui facilite, la compréhension approfondie des phénomènes physiques en jeu et de leur couplage, la conception et la réduction du nombre de prototypes ou encore le développement d’applications de simulation dédiées.
Le logiciel COMSOL Multiphysics une plate-forme de simulation multiphysique, et son module « Battery Design », permet de mettre en place des modèles haute-fidélité basés sur la physique pour différents types de batteries, avec des chimies variées. Ces modèles peuvent inclure, entre autres, le transport de matériaux, le transfert de chaleur, l’écoulement de fluides, les réactions électrochimiques etc. Le logiciel propose également des interfaces de modélisation prédéfinies pour les types de batteries les plus courants, tels que les batteries lithium-ion, NiMH et plomb-acide. La modélisation multi-échelles est également possible, de l’échelle microscopique grâce aux modèles hétérogènes à l’échelle de la cellule en utilisant la théorie des électrodes poreuses, jusqu’à l’échelle du pack, avec des centaines de cellules de batterie. Enfin, il est aussi possible d’incorporer des modèles réduits dans des modèles systèmes et des jumeaux numériques, tels que les chaînes de transmission des véhicules électriques, et de créer des applications de simulation à destination des non experts en simulation.
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