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On a computer screen, a battery pack can now be taken apart and rebuilt in minutes, with each weld checked before any metal is cut. That is the working image behind a simulation app built by Resolvent, a Danish engineering consultancy specialising in green energy, and now used by the R&D department at Volvo. The account here comes from an article sponsored by the software maker COMSOL, which supplied the modelling environment.
Num ecrã de computador, um pack de baterias pode agora ser desmontado e reconstruído em minutos, com cada soldadura verificada antes de qualquer metal ser cortado. É essa a imagem de trabalho por detrás de uma aplicação de simulação desenvolvida pela Resolvent, uma consultora de engenharia dinamarquesa especializada em energias verdes, e atualmente utilizada pelo departamento de I&D da Volvo. O relato aqui apresentado provém de um artigo patrocinado pela empresa de software COMSOL, que forneceu o ambiente de modelação.
The problem is concrete. Delivery trucks cover long highway distances, and the battery packs in electric versions often fall short on lifetime for that kind of use. The LaserBATMAN project, which ran from May 2022 to May 2025, targeted two measures for battery packs: robustness and lifetime. One step that touches both is laser welding, used to join battery cells to a busbar, the metal strip that links them in a pack. Welding done correctly can help battery life; done incorrectly, it can increase the risk of degradation. Computational modelling was the team's way to predict these effects at each manufacturing stage.
O problema é concreto. Os camiões de distribuição percorrem longas distâncias em autoestrada, e os packs de baterias das versões elétricas ficam muitas vezes aquém em termos de vida útil para este tipo de utilização. O projeto LaserBATMAN, que decorreu de maio de 2022 a maio de 2025, visou duas medidas para os packs de baterias: robustez e longevidade. Uma etapa que afeta ambas é a soldadura a laser, usada para unir as células da bateria a uma barra coletora, a tira metálica que as liga num pack. Uma soldadura bem feita pode ajudar a vida útil da bateria; mal feita, pode aumentar o risco de degradação. A modelação computacional foi a forma encontrada pela equipa para prever estes efeitos em cada fase de fabrico.
The team started by studying how welding affects the electrochemistry of individual cells. Their ambitions grew: they modelled performance from cell to pack, then turned the model into a design tool. They first built an electrochemical model of one cell from the chemical reaction equations, fed it input data, and used the outputs to train a deep neural network, a simplified model that gives quick insight into cell behaviour. The app sits on top of that trained model. Users enter the pack geometry, the number of cells, the ambient temperature and charge–discharge profiles, then see how the battery performs. A "Busbar Weld Design Tool" inside the app lets users vary weld shape, busbar thickness and laser penetration depth, and test what happens in production if a weld does not reach far enough into the busbar. A "Compute Battery" function reports the weld temperature, the state of charge and the thickness of the solid–electrolyte interface layer, and can show whether cooling airflow creates turbulence or stagnant air.
A equipa começou por estudar como a soldadura afeta a eletroquímica das células individuais. As ambições cresceram: modelaram o desempenho da célula ao pack e depois transformaram o modelo numa ferramenta de conceção. Construíram primeiro um modelo eletroquímico de uma célula a partir das equações das reações químicas, alimentaram-no com dados de entrada e usaram os resultados para treinar uma rede neuronal profunda, um modelo simplificado que oferece uma visão rápida do comportamento da célula. A aplicação assenta nesse modelo treinado. Os utilizadores introduzem a geometria do pack, o número de células, a temperatura ambiente e os perfis de carga e descarga, e depois veem como a bateria se comporta. Uma «Busbar Weld Design Tool» integrada na aplicação permite variar a forma da soldadura, a espessura da barra coletora e a profundidade de penetração do laser, e testar o que acontece em produção se a soldadura não penetrar suficientemente na barra. Uma função «Compute Battery» indica a temperatura da soldadura, o estado de carga e a espessura da camada de interface sólido–eletrólito, e pode mostrar se o fluxo de ar de arrefecimento cria turbulência ou ar estagnado.
For fleet operators, the stake is the one the trucks already face on the road: a pack that lasts long enough for highway routes. The app's immediate users are engineers, not drivers. It lets Volvo's R&D team test weld and cooling choices before committing to them, and Resolvent's team says it can trade cooling against pack size. In one example they describe, better cooling could allow the design to drop two battery cells while keeping the same performance. That is a projection from the model, not a measured result on a truck, and the article offers no field data or production timeline to confirm it. What the project does show is a method: the welding step, long treated as a manufacturing detail, is now modelled alongside cell chemistry and cooling as part of the same design question.
Para os operadores de frotas, o que está em jogo é o que os camiões já enfrentam na estrada: um pack que dure o suficiente para percursos em autoestrada. Os utilizadores imediatos da aplicação são engenheiros, não condutores. Permite à equipa de I&D da Volvo testar as escolhas de soldadura e de arrefecimento antes de se comprometer com elas, e a equipa da Resolvent afirma que é possível trocar arrefecimento por tamanho do pack. Num dos exemplos descritos, um melhor arrefecimento poderia permitir que o design dispensasse duas células de bateria, mantendo o mesmo desempenho. Trata-se de uma projeção do modelo, não de um resultado medido num camião, e o artigo não apresenta dados de campo nem um calendário de produção que a confirme. O que o projeto demonstra é um método: a etapa da soldadura, durante muito tempo tratada como um simples detalhe de fabrico, passa agora a ser modelada em paralelo com a química das células e o arrefecimento, como parte da mesma questão de conceção.