TU Graz desarrolla directrices para baterías de propulsión fáciles de reparar
Los investigadores de la TU Graz han definido directrices de diseño en el proyecto de investigación “E-Track” para hacer que las baterías sean más seguras, fáciles de reparar y reciclables. Su análisis muestra que las estructuras de baterías propicias para la reparación son rentables y beneficiosas desde el punto de vista ecológico.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Técnica de Graz (TU Graz) comparó tres diseños de baterías para determinar cómo su estructura afecta la seguridad, la posibilidad de reparación y la sostenibilidad. El primer diseño correspondía a un modelo común con carcasa pegada y masillas termoconductivas. Aunque tales construcciones ofrecen ventajas en la producción, incluso un daño leve puede hacer necesario reemplazar toda la batería.
Los investigadores compararon este paquete estándar con dos diseños destinados a facilitar las reparaciones. Uno combinaba cubiertas intercambiables para la carcasa con almohadillas de disipación de calor, mientras que el otro utilizaba un aceite aislante eléctricamente para la refrigeración por líquido, además de una carcasa atornillada y sellada. Esta última permite desmontar la batería e intercambiar las celdas individuales.
Las propias celdas desempeñan un papel especialmente importante a la hora de decidir si una reparación es útil: constituyen alrededor del 75 % de la masa total de un paquete de baterías y además son su mayor factor de costo. Según el análisis del ciclo de vida realizado por el equipo del proyecto en Graz, ya se obtiene un beneficio con un diseño que facilita las reparaciones si, tras un accidente, se pueden reutilizar el ocho por ciento de las celdas. Además, un desmontaje más sencillo facilita la recuperación de materiales para su reciclaje.
“Sin estándares de diseño unificados, los equipos de emergencia a menudo se enfrentan a grandes desafíos en situaciones críticas, ya que es difícil evaluar la estructura y el comportamiento de los sistemas de baterías. Al mismo tiempo, perdemos recursos valiosos cuando las baterías no pueden ser reparadas o recicladas por completo”, explica Markus Fasching, responsable del proyecto del Instituto de Seguridad Vial de la TU Graz. “Nuestro trabajo demuestra que la seguridad, la rentabilidad y la capacidad de reciclaje pueden mejorarse conjuntamente mediante un diseño bien pensado.”
Dentro del proyecto E-Track también se investigó cómo identificar las celdas dañadas antes de que causen problemas. El equipo de investigación desarrolló herramientas de diagnóstico que combinan la espectroscopia de impedancia electroquímica con modelos multiphísicos virtuales. Según los responsables, este enfoque permite “detectar de manera fiable daños internos como microcortocircuitos, que de otro modo podrían provocar, con retraso, eventos críticos como incendios en las baterías”.
Aunque el proyecto se centró principalmente en las baterías para vehículos eléctricos de dos ruedas, sus métodos y enfoques de simulación también pueden aplicarse a vehículos más grandes como automóviles y camiones. Según los investigadores, los resultados podrían servir de base para futuros estándares industriales e incluso para regulaciones legales.