Simulation ist mehr als Software

Direktkontakt
0
Wunschliste
0 0
Warenkorb
DE

Materialintelligenz für die Batterieentwicklung

Ansys Granta verhilft der elektrischen Luftfahrt zum Durchbruch

H55 entwickelt leistungsstarke Batterien für die elektrische Luftfahrt und meistert die thermische Herausforderung durch Materialauswahl mit Ansys Granta.

Von Solar Impulse zur elektrischen Verkehrsluftfahrt

Als Spin-off von Solar Impulse hat H55 die Aufgabe, die für das Solarflugzeugprojekt entwickelten Technologien in die kommerzielle Luftfahrt zu bringen. H55 entwickelt zertifizierte elektrische Antriebs- und Batteriemanagementlösungen für die umweltfreundliche Luftfahrt. Das Unternehmen konzentriert sich auf die gesamte Antriebskette, vom Energiequellenmanagement bis zu den Elektromotoren, und integriert alle Steuerungs- und Kommunikationsschnittstellen zum Piloten.

Das erste Produkt ist für Flugzeuge bestimmt, die für die Pilotenausbildung verwendet und ab 2022 in Flugvereinen zu sehen sein werden.

Entwicklung leistungsstarker Batterien und Bewältigung der thermischen Herausforderungen

Für seine elektrischen Antriebseinheiten hat H55 ein eigenes modulares Batteriesystem mit hoher Energiedichte entwickelt. Um eine gute Wärmeregulierung der Batterie zu gewährleisten, muss die Temperatur so gleichmäßig wie möglich sein. Das bedeutet, dass eine Wärmeübertragung von einem Batteriemodul zum anderen möglich sein muss. Ein kleiner Prozentsatz (im PPM Bereich) der Batterien kann jedoch Herstellungsfehler aufweisen. Ein elektrischer und damit gleichzeitig ein thermischer Kurzschluss könnte für die Wärmeausbreitung eine Kettenreaktion im gesamten Batteriesatz auslösen. Um dies zu vermeiden, muss die Wärmeübertragung von einer Batterie zur anderen verhindert werden. Diese beiden letzten Punkte stehen im Widerspruch zueinander: Einerseits ist ein guter Wärmeübergang zwischen den Batterien erforderlich, andererseits sollen die Batterien thermisch voneinander isoliert sein.

Wie hat Ansys Granta Selector H55 geholfen?

Die Suche nach Datenblättern von bestimmten Anbietern ist zeitaufwändig, zumal die Daten teilweise unvollständig sein können. Granta Selector bietet eine sehr umfangreiche Datenbank, die eine benutzerfreundliche Möglichkeit zur Suche nach Materialien bietet. Mit wenigen Klicks können Sie auf die Eigenschaften aller Materialien zugreifen, sie sortieren und klassifizieren, egal ob es sich um Standard- oder Hightech-Materialien handelt. Alles ist vorhanden. Der Zugang zu dieser Datenbank ermöglicht eine erhebliche Zeitersparnis, sowohl in der Ideenfindungsphase als auch in der Entwicklungsphase.

Darüber hinaus hat CADFEM die Möglichkeit gegeben, vom Startup Ansys-Programm zu profitieren. Dieses Programm unterstützt innovative Unternehmen, die die Ansys-Simulationswerkzeuge von Anfang an nutzen und dabei ihren Cashflow zu sichern.

Dies ist der gewählte Ansatz

Um zu ermitteln, welches Material am besten geeignet ist, werden mehrere Filter kombiniert.

  • Filter 1: Ausfiltern aller Materialien mit einer Dichte über einem bestimmten Wert.
  • Filter 2: Ausfiltern aller Materialien, die bestimmte Entflammbarkeitskriterien nicht erfüllen.
  • Filter 3: Ausschluss aller Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit über einem bestimmten Wert.

Potenzielle "Kandidaten"-Materialien:

  • Aluminiumschaum
  • SiC-Schaum
  • Aluminiumwabe
  • Graphit
  • CFK
  • Kohlefaserverstärktes PEEK-Prepreg

Getestete Materialien:

  • Aluminiumschaum

Erkenntnisse

Die vielversprechendste Lösung, Aluminiumschaum, konnte aufgrund der Kosten und der Schwierigkeit, ihn zu formen, nicht verwendet werden. Da wir jedoch mit Ansys Granta Selector alle Materialien schnell und effizient untersuchen konnten, hatten wir in dieser Phase des Projekts eine klare Definition des Umfangs der vorhandenen und potenziellen Lösungen.

Sébastien Demont, Mitbegründer und CTO von H55, kommentiert diese Herausforderung: "Wir standen also vor dem Problem, ein Material zu finden, welches eine bestimmte Wärmeleitung aufweist und als Verbindungselement zwischen den Batterien wirkt. Die Leistungsfähigkeit der Granta Selector Datenbank war uns dabei eine große Hilfe! "Mit Ansys Granta konnten wir mit Zuversicht in die nächste Phase der Konstruktion gehen. Ohne Ansys Granta wären wir in einer endlosen Suche nach einer Lösung ertrunken", sagt er.

H55 S.A.
Route Chandoline 25E
1950 Sion
Schweiz

Autor: Sébastien Demont
CTO und Co-Founder H55
Bilder: © H55

Kontakt CADFEM

Weitere Beiträge zum Thema