پژوهشگران برجسته آلمانی با دستیابی به پیشرفتی چشمگیر، نسل جدیدی از باتری‌های ساختاری را برای خودروهای برقی (EV) معرفی کرده‌اند که نه‌تنها سبک‌تر و فشرده‌ترند، بلکه فرآیند توسعه و اعتبارسنجی آن‌ها نیز به‌طور قابل توجهی سرعت یافته است. این نوآوری که حاصل تلفیق مهندسی پیشرفته و هوش مصنوعی است، پتانسیل بالایی برای دگرگونی صنعت خودروهای برقی دارد و می‌تواند مسیر عرضه محصولات کارآمدتر و ایمن‌تر به بازار را هموار کند.
نوآوری آلمان در باتری‌های ساختاری: جهشی برای خودروهای برقی
محققان دانشگاه RWTH آخن در آلمان، با حمایت وزارت اقتصاد و انرژی این کشور (BMWi)، پروژه تحقیقاتی "PEAk-Bat" را پس از سه سال و نیم تلاش گسترده با موفقیت به اتمام رساندند. هدف اصلی این پروژه، تسریع بخشیدن به فرآیند توسعه باتری‌های خودروهای برقی و بهینه‌سازی طراحی ساختاری آن‌ها بود تا سریع‌تر به مرحله تجاری‌سازی برسند.
باتری‌های ساختاری، برخلاف باتری‌های سنتی که به‌صورت یک قطعه مجزا در شاسی خودرو قرار می‌گیرند، مستقیماً در ساختار بدنه خودرو ادغام می‌شوند. این رویکرد نوآورانه، فضای بیشتری را در خودرو آزاد کرده و به کاهش وزن کلی کمک شایانی می‌کند. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که با ادغام باتری‌ها در شاسی، چگالی حجمی انرژی بیش از ۱۰ درصد و چگالی وزنی انرژی بیش از ۱۵ درصد افزایش یافته است. این افزایش چگالی انرژی به معنای پیمایش بیشتر با هر بار شارژ و عملکرد بهتر خودروهای برقی است.
هوش مصنوعی و شبیه‌سازی دیجیتال: کاتالیزور توسعه باتری‌های EV
یکی از دستاوردهای محوری پروژه PEAk-Bat، بهره‌گیری از هوش مصنوعی و شبیه‌سازی دیجیتال پیشرفته برای اعتبارسنجی زودهنگام سیستم‌های باتری است. پژوهشگران با ایجاد مدل‌های دیجیتال متعدد، توانستند ایمنی، یکپارچگی ساختاری و عملکرد حرارتی باتری‌ها را به‌دقت بررسی کنند و سپس صحت این مدل‌ها را از طریق آزمایش‌های واقعی تأیید کردند.
هاینر هایمز، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه و عضو مدیریت PEM، بر اهمیت این رویکرد تأکید کرد و گفت: "صرفه‌جویی در زمان آزمایش‌ها، امکان توسعه سریع‌تر سیستم‌های نوآورانه باتری را فراهم کرده و در نتیجه، عرضه زودتر آن‌ها به بازار را میسر می‌سازد." این روش مجازی به‌طور چشمگیری تعداد آزمایش‌های فیزیکی مورد نیاز را کاهش می‌دهد که معمولاً بسیار زمان‌بر و پرهزینه‌اند. آچیم کامپکر، مدیر PEM، نیز اظهار داشت: "اعتبارسنجی زودهنگام سیستم‌های باتری با کمک هوش مصنوعی به کاهش خطاهای بحرانی در فرآیند تولید و کاهش هزینه‌های نمونه‌های اولیه کمک می‌کند."
مزایای عملی باتری‌های جدید: عملکرد و امنیت بالاتر
برای ارزیابی عملی این مفهوم، پژوهشگران RWTH آخن با همکاری شرکای صنعتی معتبری همچون فورد، شرکت لیزر Trumpf، ارائه‌دهنده گواهی ایمنی TÜV Rheinland و تأمین‌کننده قطعات Magna، اقدام به ساخت ۱۰ نمونه بدنه خودرو با سیستم باتری ساختاری یکپارچه کردند. این نمونه‌ها تحت آزمایش‌های دقیق قرار گرفتند و نتایج فیزیکی با شبیه‌سازی‌های دیجیتال گسترده مطابقت داشتند.
این همکاری‌های گسترده نشان می‌دهد که فناوری باتری‌های ساختاری نه‌تنها از نظر تئوری، بلکه در عمل نیز کارایی و ایمنی بالایی دارد. این رویکرد جدید منجر به:
افزایش چشمگیر چگالی انرژی: امکان ذخیره انرژی بیشتر در فضای کمتر و با وزن کمتر.
تسریع فرآیند توسعه: کاهش زمان و هزینه‌های مربوط به آزمایش و نمونه‌سازی.
بهبود ایمنی: ارزیابی دقیق‌تر و زودهنگام تمامی جنبه‌های ایمنی سیستم باتری.
همچنین، پژوهشگران دستورالعمل‌های جدیدی برای تحلیل تغییرات در سیستم‌های باتری و تعیین آزمایش‌های ایمنی لازم تدوین کرده‌اند که انتظار می‌رود به استانداردسازی و بهبود اعتبار باتری‌ها در سطح صنعت کمک کند.
این پیشرفت‌ها در زمینه باتری‌های ساختاری و بهره‌گیری از هوش مصنوعی، نویدبخش آینده‌ای روشن‌تر برای خودروهای برقی است. با افزایش چگالی انرژی و پتانسیل تسریع ورود به بازار، خودروسازان قادر خواهند بود تا فناوری‌های نسل بعدی خودروهای برقی را با سرعت بیشتری به دست مصرف‌کنندگان برسانند و به این ترتیب، تحولی بنیادین در حمل‌ونقل پایدار ایجاد کنند.
پایگاه خبری مجتمع نوآوری فرداد
مطالب مرتبط
- رشد چشمگیر مصرف مکالمه و پیامک در شبکه سیار کشور؛ گزارش جامع تابستان ۱۴۰۴
- ایرانسل با حمایت از ششمین رویداد باگدشت، گامی بلند در تقویت امنیت سایبری کشور برداشت
- ایران در تولید امولسیفایر قیر دیرشکن به خودکفایی رسید؛ جهشی بزرگ به سوی «قیر سبز»
- دادگاه آلمان، گوگل را به پرداخت جریمه ۴۶۵ میلیون یورویی محکوم کرد
ماهان زند
من فارغ‌التحصیل رشته مهندسی کامپیوتر هستم و از دوران نوجوانی به دنیای فناوری علاقه‌مند بودم. فعالیت حرفه‌ای خودم را از سال ۱۳۹۷ با نوشتن مقاله‌های نقد و بررسی گجت‌های هوشمند در یک وبلاگ شخصی آغاز کردم. پس از کسب تجربه، به عنوان نویسنده و تحلیل‌گر در نشریات مختلف فعالیت کردم و در حال حاضر، به عنوان دبیر بخش فناوری‌های نو در یک مجله معتبر تکنولوژی مشغول به کار هستم. تلاش من این است که آخرین اخبار و پیشرفت‌های دنیای فناوری را به زبانی ساده و کاربردی برای مخاطبان ارائه دهم.
