Le 19 Juin 2014

ANSYS pilote le développement de batteries innovantes pour les véhicules électriques de demain

Des effort conjoints avec General Motors, NREL et ESim pour l’intégration de modèles de batterie dans ANSYS Fluent

Domaines

Montigny-le-Bretonneux, 19 juin 2014

Les efforts conjoints d’ANSYS, de General Motors LLC, du National Renewable Energy Laboratory (NREL) du département américain de l’Énergie (DOE) et d’ESim en faveur de batteries lithium-ion plus performantes, sûres et durables pour véhicules électriques (VE) ont permis l’intégration standard de modèles de batterie dans la dernière version du logiciel de simulation ANSYS Fluent : une étape importante pour la conception de véhicules éléctriques plus abordables et respectueux de l’environnement.

ANSYS pilote le développement de batteries innovantes pour les véhicules électriques de demain

Depuis plus de deux ans et demi qu’ils collaborent au projet CAEBAT (Computer-Aided Engineering for Electric Drive Vehicle Batteries) financé par le Département américain de l’Énergie, les membres de l’équipe se sont fixé pour mission d’intégrer des modèles de batterie nouveaux et existants à un logiciel de simulation numérique afin de raccourcir les cycles de conception et d’optimiser les performances, la sécurité et le cycle de vie des batteries. Leurs efforts portent sur la modélisation électrochimique, la gestion thermique, le transport des ions et de l’écoulement des fluides. Au final, la version standard du logiciel de simulation numérique de la dynamique des fluides ANSYS Fluent intégrera un modèle de batterie de façon à raccourcir nettement la procédure conception/réalisation/test, inévitablement longue et coûteuse.

« Nous avons concentré les efforts d’intégration logicielle sur la flexibilité des choix de modélisation proposés, afin que chercheurs, fabricants de cellules, intégrateurs et constructeurs automobiles obtiennent des résultats rapides et précis en réponse à la diversité de leurs besoins », explique Jan Aase, directeur du laboratoire R&D Véhicules de General Motors. « Ces solutions logicielles ont été pensées pour pouvoir être déployées rapidement dans l’industrie. D’ailleurs, chez GM, concepteurs et ingénieurs les utilisent déjà pour accélérer le rythme d’innovation et de développement des batteries des futurs véhicules électriques. »

Les partenaires se sont inspirés d’une approche originale du laboratoire national NREL du département de l’Énergie pour intégrer des éléments physiques d’échelles différentes (électrodes, cellule, bloc-batterie et véhicule) et de multiples phénomènes physiques (électrochimiques, thermiques, fluidiques et structurels), qui constituaient jusqu’à présent des obstacles importants à l’efficacité de simulation. Ils ont aussi associé des technologies de simulation de détail en 3-D et de simulation de systèmes et ont veillé à ce que les nouveaux outils puissent interagir avec les modèles de batteries existants et futurs.

« ANSYS est réputé pour la fiabilité de ses technologies de simulation, utilisées pour la conception durable de produits par de nombreux secteurs d’industrie, dont l’automobile », déclare Sandeep Sovani, responsable de la stratégie automobile d’ANSYS. « Le projet CAEBAT est une formidable occasion d’associer notre technologie et celles d’autres chefs de file de l’innovation pour développer des logiciels de modélisation contribuant à accélérer la production de batteries lithium-ion pour véhicules éléctriques sûres, fiables, hautes performances et durables et à rendre les véhicules plus économes en énergie et également plus durables. »

Pendant le reste de l’année 2014, l’équipe va perfectionner les techniques d’automatisation des simulations de cellules et de blocs-batteries et continuer à valider les modèles par l’expérimentation. Ils mettront en œuvre des modèles d’analyse du cycle de vie et en conditions d’utilisation excessives (ex. surchauffe). Il est aussi prévu d’intégrer le modèle multi-particules du laboratoire NREL, qui permet de modéliser des particules de matériaux actifs de tailles différentes. Pour la simulation du bloc-batterie, des processus innovants permettent de générer et calibrer des modèles réduits, à partir des modèles de simulation des cellules, qui sont validés par l’expérimentation, pour trouver le juste équilibre entre fidélité de modélisation et coût des calculs informatiques. Les outils de conception de bloc-batterie et de la cellule de batterie complète seront intégrés aux futures versions du logiciel.

ANSYS s’est vu confier par GM un contrat de sous-traitance pour la création de logiciels pour batterie visant à accélérer le développement des véhicules électriques (VE) de nouvelle génération. Le projet financé par le laboratoire NREL du DOE avait été attribué à GM en 2011 à l’issue d’un appel d’offres.

Cette activité s’inscrit dans le cadre de la politique américaine « EV Everywhere Grand Challenge » pilotée par l’Office of Energy Efficiency and Renewable Energy du département de l’Énergie des États-Unis.

Ansys a également convié des leaders de l’industrie automobile à venir partager leurs meilleures pratiques à l’occasion de l’ANSYS Convergence Conference qui s’est tenue à Detroit le 5 juin dernier.


Plus sur Ansys : www.ansys.com

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