Akkuteollisuus
Akkuteollisuudessa etsitään jatkuvasti uusia ratkaisuja ja valmistusmenetelmiä, joiden avulla haetaan suurempaa energiatiheyttä, korkeampaa kennokohtaista jännitettä ja pidempää elinikää eli mahdollisten lataussyklien määrää.
Tehokkaiden akkujen tarve kasvaa nopeasti ja kiihtyvällä tahdilla. Sähköautojen lisäksi kuluttajien käyttämät kevyet liikennevälineet, kuten sähköpyörät, -potkulaudat ja -skootterit yleistyvät koko ajan, samoin monenlaiset pienikoiset akulla toimivat laitteet.
Yrityspuolella varastointi vaatii suuritehoisia akkuja ja teollisuudessa sähkökäyttöisiä koneita ja laitteita on kehitetty ja kaupallistettu mm. kaivosteollisuuden ja satamien tarpeisiin.
Lämpö- ja mekaniikkasimulaatiopalvelut akkuteollisuudelle
Akkujen energiatiheyden lisääntyminen lisää lämpöön liittyviä haasteita. Lämpöturvallisuus nousee esille sekä akkujen valmistusprosessissa että valmiissa lopputuotteissa. Esimerkiksi, jos akun lämpötila nousee äkillisesti liian korkeaksi tai siihen kohdistuu raju törmäysvoima, saattaa tilanne johtaa pahimmillaan jopa siihen, että akku räjähtää.
Virtuaalinen mallintaminen on erinomainen työkalu suunnittelun tueksi. Lämpösimuloinnin avulla voidaan tutkia akun lämpökäyttäytymistä aidoissa käyttötilanteissa ja siitä saatavan tiedon perusteella akun rakenne voidaan suunnitella siten, että ylikuumenemisen vaara on mahdollisimman pieni.
Parhaisiin tuloksiin päästään, kun lämpösimulointi yhdistetään mekaniikkasimulointiin.
Kuvan vasemmalla puolella on esitetty alkutilanne, jossa näkyy akkukennojen ylikuumeneminen. Ratkaisu löytyi simulaation avulla: akkukennoille lisättiin tuuletin, tehoelektroniikkaan tuotiin jäähdytyselementti sekä latauskomponenttien ja akkujen väliin laitettiin eristyslevy. Oikealla puolella on kuva jäähdytetyistä kennoista.
Lämpö- ja/tai virtaussimulointi
Voimme mallintaa lämpö- ja virtaussimulointien avulla akkukennojen käytön aikaista lämmönhallintaa. Lisäksi voimme simuloida kennojen jäähdytystä ja määritellä oikeat lämpötilan mittaustavat ja sijainnit, mistä mittaukset kannattaa tehdä.
Pudostuskestävyys
Mallintamalla pudotus- ja muita tilanteita, joissa akkuun kohdistuu äkillinen törmäysvoima, varmistetaan tuoteturvallisuus. Simulaation avulla selvitetään, millaisia vaikutuksia akkuun kohdistuneella iskulla on ja millaisia rakenteellisia muutoksia täytyy tehdä, jotta iskusta johtuvat negatiiviset vaikutukset voidaan välttää.
Kokoonpanon ja toleranssin vaihtelun simulointi
Kokoonpanon ja toleranssin mallintamisen avulla voidaan etsiä optimaalinen ratkaisu akun rakenteelle. Simulaation hyöty näkyy käytännössä siinä, että akusta voidaan tehdä mahdollisimman pienikokoinen.
Painetesti ja tiiveysvaatimukset (IP)
Painetestin ja tiiveysvaatimuksien simuloinnin avulla tutkitaan akun tiiviyttä ja kestävyyttä painekuormituksen alaisena. Käytännön hyöty on vesi- ja pölytiiveyden varmistaminen sekä optimaalisen tiivisteen muotoilu ja profiilin määrittäminen.
Turpoamisen simulointi
Tietyn tyyppiset akut voivat turvota, kun niihin tulee vikaa esimerkiksi akun iästä, käyttötavoista tai käyttöympäristön olosuhteista johtuen. Turpoamisen mallintaminen antaa tietoa, jota voidaan hyödyntää akulla toimivan laitteen mekaniikkasuunnittelussa.
Edistyneet materiaalimallinnukset
Teemme monenlaisia materiaalimallinnuksia, eli voimme testata virtuaalisesti, kuinka eri materiaalit toimivat tuotteessa. Simulointi korvaa kalliit prototyypit ja säästää aikaa, kun haluat innovoida uusilla materiaaleilla.
Muut palvelumme akkuteollisuuden toimijoille
Asiantuntijoidemme osaaminen esimerkiksi tyhjiö- ja roll to roll -tekniikassa auttaa meitä ymmärtämään akkuteollisuuden toimintaympäristöä ja sen asettamia vaatimuksia.
Osaamisemme ulottuu simulaatioiden lisäksi mm. seuraaville osa-alueille:
Case Pulsedeon – Seuraavan sukupolven akkuratkaisut
Suomalainen start-up Pulsedeon kehittää seuraavan sukupolven litiumioniakkuratkaisuja, jotka perustuvat pulssilaserpinnoitustekniikkaan (PLD) ja muuhun täydentävään teknologiaan. Pulsedeonin menetelmällä voidaan tehdä esimerkiksi kiinteitä elektrolyyttejä, suojakalvoja ja ohuita litiummetallikerroksia, joita on muuten vaikea toteuttaa.
Pulsedeon tekee akkujen kehittämisessä kahdenkeskistä yhteistyötä kuuden suuren akkuvalmistajan kanssa. Lisäksi se on mukana EU:n akkuhankkeissa.
Mectalent on tehnyt hedelmällistä yhteistyötä Pulsedeonin kanssa. Yhteistyön lopputuloksena syntyi prototyyppi Pulsedeonin innovoimasta PLD-laitteesta. Toteutimme prototyypin suunnittelun ja valmistuksen Pulsedeonille vaivattomalla avaimet käteen -periaatteella.
Haluatko kuulla lisää akkuteollisuuden palveluistamme?
Suunnittelemme ja valmistamamme akkuteollisuuden toimijoille räätälöityjä ja laadukkaita ratkaisuja yksittäisistä osista pitkälle kehitettyihin laitekokonaisuuksiin.
Ota yhteyttä myyntiimme, niin keskustellaan miten voimme auttaa sinua!
Ota yhteyttä
Matti Ojala
+358 20 7419 404
Juha-Matti Helisten
+358 20 7419 432
Jari Maijanen
+358 10 5565 208
Ari Hakkarainen
+358 20 7419 406