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Safe and lightweight battery enclosure design for zero-emission vehicles

Descrizione del progetto

Promuovere la transizione ecologica grazie a batterie progettate in modo più intelligente

L’efficienza delle batterie rappresenta una sfida fondamentale nel percorso verso i veicoli elettrici, poiché i sistemi attuali sono spesso pesanti e costosi e si basano su metodologie di progettazione frammentarie che separano l’integrità strutturale dalla gestione termica. Con il sostegno del programma di azioni Marie Sklodowska-Curie, il progetto SALVE si propone di sviluppare un quadro di riferimento per l’ottimizzazione topologica multifisica in 3D avvalendosi di tecniche avanzate di apprendimento automatico e di calcolo ad alte prestazioni. In particolare, ottimizzerà gli involucri in termini di resistenza meccanica e dissipazione del calore. Questo approccio tiene conto delle soluzioni multimateriale e dei vincoli pratici di produzione per garantire la fattibilità industriale. L’obiettivo del progetto, che mira a ottenere una riduzione del peso del 10 % e un miglioramento della sicurezza del 3 %, accelera l’adozione di mezzi di trasporto sostenibili. Queste conquiste favoriscono lo sviluppo di un mercato dei veicoli elettrici con un’efficienza energetica e una competitività maggiori.

Obiettivo

The SALVE project aims to develop a Safe and Lightweight Battery Enclosure Design for Zero-Emission Vehicles (ZEVs) by addressing critical shortcomings in current design methodologies. Existing electric vehicle battery systems are heavy, costly, and require advanced thermal management for optimal performance and safety. Current design approaches often consider structural and thermal characteristics separately, lack multi-material integration and practical manufacturing constraints, and suffer from high computational costs.

SALVE proposes an innovative 3D thermo-structural multiphysics Topology Optimization (TO) framework. This methodology will concurrently optimize battery enclosures for mechanical integrity (stiffness, stress, vibration) and thermal performance (heat dissipation, uniform temperature distribution). It integrates multi-material formulation and manufacturing constraints to ensure the optimized designs are buildable and industrially viable. To overcome computational bottlenecks, SALVE will implement advanced acceleration strategies, combining Reduced Order Models (ROM), Machine Learning (ML) surrogates, and High-Performance Computing (HPC) on multi-core CPUs and GPUs, significantly reducing design iteration time for complex, large-scale models.

Developed at the Centre International de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) using the in-house Julia-based Swan code, the methodology will undergo rigorous validation against commercial software and real-world scenarios. By achieving significant weight reduction (projected 10%) and enhanced safety (up to 3%), SALVE directly contributes to the EU's zero-emission targets, fostering sustainable transportation, improved energy efficiency, and increased EV market penetration. This interdisciplinary effort brings together expertise from engineering, computer science, applied mathematics, and materials science to drive innovation in EV component design.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

CENTRE INTERNACIONAL DE METODES NUMERICS EN ENGINYERIA
Contributo netto dell'UE
€ 209 914,56
Indirizzo
C GRAN CAPITAN, EDIFICI C1, CAMPUS NORD UPC SN
08034 Barcelona
Spagna
Regione
Este Cataluña Barcelona
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato