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Jul 07, 2023

FAMU

Von: Trisha Radulovich | Veröffentlicht: 27. Juli 2023 | 12:10 Uhr | TEILEN: Forscher am FAMU-FSU College of Engineering verbessern die Sicherheit und Leistung von Elektrofahrzeugen durch ein neues

Von: Trisha Radulovich | Veröffentlicht:27. Juli 2023 | 12:10 Uhr | AKTIE:

Forscher am FAMU-FSU College of Engineering verbessern die Sicherheit und Leistung von Elektrofahrzeugen durch ein neues Design, das ihre Batterien schützt.

Ihr Design besteht aus Röhren, die mit Paraffinwachs gefüllt sind, einer Art Phasenwechselmaterial (PCM). Diese Materialien werden üblicherweise zum Speichern und Ableiten von Wärme verwendet und sind daher nützlich, um eine Batterie vor Überhitzung zu schützen.

Die neue Methode der Forscher nutzt PCM-gefüllte Röhrchen auf andere Weise und untersucht deren Anwendung als Schutz vor einem Aufprall. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Structures veröffentlicht.

„Wir wollen das Risiko einer Batterieschädigung bei einem Unfall beherrschen“, sagte Farhad Farzaneh, Doktorand in der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen und leitender Forscher der Studie. „Dies stellt ein erhebliches Problem für die allgemeine Sicherheit und Zuverlässigkeit von Elektrofahrzeugen dar und wird dazu beitragen, ihre Einführung in der Automobilindustrie voranzutreiben.“

Crash-Absorber sollten leicht sein und in der Lage sein, bei einem Unfall eine erhebliche Menge an Energie zu absorbieren. Die mit PCM gefüllten Röhren mildern den Schlag beim Aufprall und absorbieren Wärme, halten nahegelegene Batteriezellen auf einer sicheren Temperatur und schützen vor einem Temperaturanstieg, der zu einem Brand führen könnte.

Das Forschungsteam untersuchte dünnwandige Aluminiumrohre mit verschiedenen Durchmessern, Dicken des Außenmetalls und Endkappendesigns. Sie entwickelten Modelle, um ihre Leistung anhand dieser Parameter vorherzusagen, und verifizierten diese Modelle durch Experimente.

Sie fanden heraus, dass an den Enden verschlossene und mit PCM gefüllte Röhrchen etwa 43 % bzw. 74 % mehr Energie absorbierten als ungefüllte Röhrchen.

„Die Stoßbelastung des Batteriemoduls stellt ein großes Risiko bei der Einführung von Elektrofahrzeugen dar“, sagte Co-Autor Professor Sungmoon Jung. „Natürlich hat jede Maßnahme, die Sie zum Schutz eines Fahrzeugs ergreifen, Kompromisse in Bezug auf Dinge wie das Gewicht. Farhads Forschung hat einen innovativen Weg gefunden, zwei Schutzmaßnahmen in einer zu kombinieren, um die Sicherheit von Elektrofahrzeugen zu verbessern.“

Abgesehen davon, dass Batterien im Falle eines Unfalls sicherer werden, könnte die Forschung indirekt auch die Batterielebensdauer verbessern, indem potenzielle Schäden durch einen weniger starken Aufprall oder thermische Probleme minimiert werden.

„Durch den Einbau von PCM-gefüllten Röhren in Elektrofahrzeugbatterien hoffen wir, katastrophale Ereignisse zu verhindern und die Gesamtzuverlässigkeit und Haltbarkeit des Batteriesystems zu verbessern“, sagte Farzaneh.