研究開発された技術紹介

本プロジェクトは、バッテリパックの圧壊試験時に内部状態を可視化するシステムを開発する。開発した内部状態可視化システムで、CAEシミュレーションの高精度化と設計因子検討が可能となり、AI代理モデルによるDIC計測データからの内部状態検知、設計フィードバックを実現する。

・試験条件最適化システムの開発
-バッテリパックの基準CAEモデルを構築。
-パラメータ感度の評価システムを開発し、試験条件による影響を、試験実測結果にて実証。
-試験条件最適化システムを開発。
・内部状態可視化システムの開発
-多種の試験サンプルを試作し、DIC計測技術を開発。
-AI代理モデルによる内部状態予測技術を開発。
-多数シミュレーション実行のためのオープンソース技術(FrontISTR)を開発。
-CAE･DIC･AIを統合した内部状態可視化システムを開発、試作した実機相当モデルにて実証済み。

・複雑なシミュレーションモデルの構築と確認
-実測データと比較して、バッテリーパック模擬形状のシミュレーションモデルの適切性を確認。
・パラメータ感度評価システムの開発と検証
-模擬形状モデルの内部構造のパラメータ感度が、試作･実測結果と定性的に一致することを検証した。
・最適試験条件評価システムの開発と確認
-バッテリーパック模擬形状モデルを対象にした認証試験の最適条件が、試作･実測結果と定性的に一致。
・DIC計測技術の確立と内部損傷状態予測手法の開発
-DIC計測技術を導入してひずみ分布の時間変化を計測し、シミュレーションと連携したデータ同化手法、およびAIによる内部損傷状態予測手法を開発。
・プロトタイプシステムの作成と評価
-試験条件最適化システムと内部状態可視化システムを統合したプロトタイプを作成。模擬バッテリーケースに対して、荷重特性および試験体設計パラメータ感度の評価を実施し、シミュレーションモデルを高精度に生成。
・DIC計測データとシミュレーションの統合
-DIC計測データとロードセル計測データを、シミュレーション結果に一致させ、データ同化技術の基盤を検証。

開発したシステムは、バッテリーパックの構造設計や試験条件の最適化に活用可能。試験回数を削減し、設計変更の効率化を実現する。DIC計測技術を活用し、圧壊試験中のひずみ分布や内部損傷の予測が可能になったため、製品開発の試験精度が向上する。

開発したデジタルツイン技術をソフトウェアパッケージとして整備し、他分野へ水平展開するための助成金を申請し、採択された計画に基づいてソフトウェア開発を進めている。また、別のプロジェクトとして本技術をベースにパワー半導体分野における評価技術へ適用・確立するための研究開発を進めている。
開発したソフトウェアは、試験機メーカーと共同でマーケティング、販売計画を推進中である。

「試験条件最適化システム」と「内部状態可視化システム」を統合したプロトタイプは、試験条件の妥当性を高精度に評価でき、圧壊試験の効率を飛躍的に向上させる。また、DIC計測とAIを組み合わせたデータ同化手法により、内部損傷の予測精度も高い。

デジタルツインソリューションをソフトウェアパッケージとして整備し、他分野へ水平展開するための助成金を申請し、採択された計画に基づいてソフトウェア開発を進めている。
また、開発したソフトウェアを元に、試験機メーカーと共同でマーケティング、販売計画を推進中である。