Batterij Lab

Thema:
Batterijen

Het Batterijlaboratorium stimuleert de vooruitgang en adoptie van nieuwe batterijtechnologieën en ondersteunt zijn partners bij het versnellen van de elektrificatie van (zware) wegtransport en mobiele toepassingen.

Onze visie

Om de doelstellingen van het Akkoord van Parijs te behalen, moeten batterijen een cruciale rol spelen in de elektrificatie van mobiliteit—variërend van zware wegtoepassingen tot niet-weg-, maritieme en luchtvaartsectoren—elk met hun eigen specifieke vereisten. Het verlengen van de levensduur van batterijen en het verbeteren van prestaties en veiligheid zijn essentieel om de overgang naar emissievrije mobiliteit te versnellen.

Het Batterijlaboratorium van TNO is meer dan alleen een testfaciliteit voor batterijen. De echte waarde ligt in het baanbrekende onderzoek dat het uitvoert, de geavanceerde inzichten die het ontwikkelt in testmethoden, modellen en algoritmes, en de toepassing van deze expertise ten behoeve van partners die innovatieve batterijfuncties willen valideren of baanbrekende concepten op de markt willen brengen.

Industriegerichte oplossingen

TNO combineert diepgaande kennis van batterijtoepassingen met sectorspecifieke expertise. Door gebruik te maken van uitgebreide ervaring in sectoren zoals de automobielindustrie, zorgt TNO voor de optimale match tussen celtypes en hun beoogde toepassingen. Door specifieke uitdagingen, gebruiksprofielen en afwegingen te begrijpen, begeleiden we de keuzes voor celtechnologie op basis van factoren zoals TCO, energiebehoeften, veiligheid en levensduur.

Daarnaast onderzoekt TNO actief opkomende technologieën om hun potentiële toekomstige impact te beoordelen. Terwijl we ons richten op realistiche toepassingen, integreren we inzichten in nieuwe celchemieën door samenwerkingen met partners die fundamenteel onderzoek uitvoeren. Deze aanpak stelt ons in staat om veelbelovende celtechnologieën te evalueren en te positioneren voor praktisch gebruik.

Toepassingsgebieden:

  • (Zwaar) wegtransport

  • NRMM (Niet-weggebonden mobiele machines)

  • Maritiem

  • Stationaire energieopslag

  • Luchtvaart

Onze faciliteiten

Het state-of-the-art Batterijlaboratorium van TNO biedt geavanceerde faciliteiten voor het karakteriseren van batterijsystemen, het onderzoeken van batterijgedrag en het verdiepen van ons begrip van batterijtoepassingen. Door testactiviteiten te integreren met ons batterijonderzoek, verbeteren we continu testmethoden, karakterisatiemethodologieën, batterijmodellen en algoritmes om de batterijtechnologie vooruit te helpen.

Onze geavanceerde faciliteiten maken de validatie van innovatieve batterijfuncties in een gecontroleerde laboratoriumomgeving mogelijk. Met behulp van hardware-in-the-loop-opstellingen kunnen we test- en ontwikkelprocessen versnellen, waardoor de tijd tot marktintroductie aanzienlijk wordt verkort. Onze flexibele testmethodologieën en algoritmes simuleren een breed scala aan laadgedrag en -omstandigheden, waardoor we hun impact op de batterijprestaties nauwkeurig kunnen meten.

Het Batterijlaboratorium gaat zijn faciliteiten aanzienlijk uitbreiden om zijn capaciteiten te verbeteren:

  • Opschalen van testcapaciteit: Het vergroten van de capaciteit voor performance en verouderingstests om gelijktijdige tests van meerdere celtypen mogelijk te maken.
  • Ontwikkelen van geavanceerde fysische modellen: Gebruik van gespecialiseerde apparatuur om individuele cellen en specifieke celcomponenten in meer detail te testen om fysische batterijmodellen te karakteriseren.
  • Uitbreiden van de prototyping mogelijkheden: Gebruik van een groot aantal geavanceerde productiemethoden voor prototyping, zoals 3D-printen, (tab) lassen en meetapparatuur.

Deze uitbreiding ondersteunt uitgebreide tests, karakterisering en prototyping op alle batterijniveaus, waardoor diepere inzichten en innovatie mogelijk worden gemaakt.

Ons portfolio

Door slim de batterijprestaties te analyseren in verouderingstests, kunnen we nauwkeurig de resterende levensduur van een batterij in zijn huidige toepassing en voor hergebruik in tweede-levenstoepassingen bepalen. Deze tests houden rekening met het gebruiksgeschiedenis, inclusief het laadgedrag tijdens het gebruik in de eerste applicatie, om beter te voorspellen hoe cellen degraderen en presteren in hun tweede levenscyclus. We laten batterijen continu onder diverse omstandigheden laden en ontladen om snel degradatiegedrag te begrijpen en verouderingspatronen vroegtijdig te identificeren. Dit inzicht vormt de basis voor de ontwikkeling van verouderingsmodellen en ondersteunt onderzoek naar geavanceerde testmethoden

We evalueren de algemene batterijprestaties in verschillende toepassingen door karakteriseringstests en operationele cycli uit te voeren onder verschillende omstandigheden, zoals bedrijfstemperaturen, laadprofielen en stroomniveaus. Deze aanpak maakt de ontwikkeling van geavanceerde elektrische, thermische en verouderingsmodellen mogelijk.

Dit onderzoek zorgt ervoor dat batterijen veilig in toepassingen kunnen worden geïntegreerd zonder gezondheids- of veiligheidsrisico’s.

  • Thermal runaway: Begrijpen wat er gebeurt wanneer een batterijcel een kritisch punt overschrijdt. Door middel van EIS-metingen en temperatuur- of impedantieprofielen te analyseren, streven we ernaar thermal runaway-situaties te voorspellen en te voorkomen. We analyseren gedrag op cel-, module- en packniveau.
  • Misbruiktesten: Extreme omstandigheden simuleren met tests zoals oververhitting, overladen, spijkerpenetratie en ballistische impact om de robuustheid van de batterij te beoordelen.
  • Gasmetingen: Meten van giftige gassen die vrijkomen tijdens normaal gebruik en misbruikscenario’s, zoals overladen of oververhitting.
  • Veiligheidsindicatoren: Ontwikkelen van methoden en modellen die afwijkingen in het gedrag van cellen detecteren om problemen ruim voor kritieke gebeurtenissen te signaleren.

Met de oprichting van een prototyping-faciliteit kan TNO eenvoudig batterijmodules en -packs ontwerpen en assembleren. Dit maakt snelle demonstraties en validatie van methoden, algoritmes en systemen mogelijk, en biedt een gestroomlijnde manier om innovaties aan de markt te presenteren. De faciliteit stelt ons in staat om nieuwe materialen (bijv. thermische buffers), geavanceerde koelconcepten en nieuwe sensoren te testen, waarbij hun voordelen worden gevalideerd. Daarnaast kunnen we innovaties en concepten van partners direct integreren en evalueren, waardoor hun praktische waarde in real-world toepassingen wordt aangetoond.

Ook samenwerken?

TNO is op zoek naar partners die gebruik willen maken van onze expertise in het ontwikkelen en testen van de volgende generatie batterijsystemen voor weg-, niet-weggebonden mobiele machines, maritieme, energieopslag- of luchtvaarttoepassingen.

Laat je verder inspireren

49 resultaten, getoond 1 t/m 5

TNO en NKL ontwikkelen nieuwe tool voor logistieke ondernemers

Informatietype:
Nieuws
23 januari 2025
De logistieke sector staat voor een grote uitdaging: de elektrificatie van het wagenpark. Er zijn nu diverse hulpmiddelen beschikbaar om ondernemers te ondersteunen bij de overstap naar elektrische trucks.

TNO helpt batterij- en voertuigsector met toekomstbestendige implementatie van batterijpaspoort

Informatietype:
Insight
6 januari 2025

Optimale laadplanning voor logistieke dienstverleners met oog voor netcongestie

Informatietype:
Insight
5 december 2024

Batterijen

Informatietype:
Artikel

Brandstofcel

Informatietype:
Artikel