Le nuove linee guida per il design hanno lo scopo di rendere le batterie più sicure e sostenibili

Immagine: Mercedes-Benz (immagine simbolica)

Nel progetto di ricerca E-Track, l’Istituto per la sicurezza dei veicoli della TU Graz, insieme all’Istituto di scienze dei sistemi ambientali dell’Università di Graz e a partner industriali, ha elaborato linee guida di progettazione solide volte a rendere i sistemi batteria più sicuri, sostenibili ed economici.

“Senza standard di progettazione uniformi, i soccorritori si trovano spesso di fronte a grandi sfide in situazioni critiche, poiché la struttura e il comportamento dei sistemi a batteria sono difficili da valutare. Allo stesso tempo, perdiamo risorse preziose quando le batterie non possono essere riparate o completamente riciclate”, spiega il responsabile del progetto Markus Fasching dell’Istituto per la sicurezza dei veicoli della TU Graz. “Il nostro lavoro dimostra che sicurezza, economicità e sostenibilità possono essere migliorate contemporaneamente grazie a un progetto ben studiato.”

Un difetto fondamentale dei sistemi di batterie attuali è la loro limitata capacità di riparazione e riciclo. Molti produttori utilizzano carter sigillati con paste termiche per la regolazione della temperatura, il che offre vantaggi nella produzione, ma in caso di danno spesso costringe al cambio dell’intero pacchetto batteria. Questa configurazione è stata adottata dal team come design di base per le sue ricerche.

Inoltre, i ricercatori hanno esaminato due configurazioni alternative, tra cui un concetto con copri-carter sostituibili in cui i pad termici assorbono il calore, nonché un design raffreddato a liquido. In questo caso, un olio isolante elettricamente si occupa dell’assorbimento del calore e il carter viene avvitato tramite un sigillo. Ciò semplifica lo smontaggio e permette il cambio mirato di singole celle.

Una riparazione più semplice vale la pena

Gli analisi mostrano che le celle batteriche rappresentano sia il principale fattore di costo sia l’elemento decisivo per la sicurezza e la sostenibilità. Costituiscono circa il 75 percento della massa totale, per cui il loro riutilizzo dopo un incidente è fondamentale per l’equilibrio ecologico ed economico. Secondo i ricercatori, le analisi del ciclo di vita dimostrano che i design favorevoli alla riparazione valgono già la pena quando è possibile riutilizzare l’8 percento delle celle. Inoltre, una semplice smontabilità favorisce il riciclo dei materiali.

Inoltre, il team di ricerca ha sviluppato nuovi metodi di diagnosi basati sull’impedenziometria elettrochimica. Secondo i ricercatori, questi metodi di diagnosi, abbinati a modelli multiphisici virtuali, permettono di rilevare in modo affidabile danni interni come microshort circuit, che altrimenti potrebbero causare, con un ritardo, eventi critici come incendi delle batterie.

“Anche se le linee guida sono state concepite principalmente per i veicoli elettrici a due ruote, i metodi e gli approcci di simulazione possono essere applicati direttamente a categorie di veicoli più grandi come automobili o camion”, spiegano i ricercatori. I risultati hanno così fornito una base solida per futuri standard industriali e potrebbero anche servire da punto di partenza per normative regolatorie.

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Sull’autore

Thomas Langenbucher è un esperto di mobilità elettrica con esperienze professionali nell’industria automobilistica e nel settore finanziario. Dal 2011 scrive su ecomento.de di auto elettriche, tecnologie sostenibili e soluzioni per la mobilità. Scopri di più.

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