La TU Graz elabora linee guida per batterie di veicoli elettrici riparabili.

I ricercatori della TU Graz hanno sviluppato linee guida per la progettazione al fine di rendere le batterie a trazione più sicure e più facili da riparare e riciclare. La loro analisi mostra che i design adatti alla riparazione possono essere vantaggiosi sia dal punto di vista economico che ambientale, anche se vengono riutilizzate soltanto l’8% delle celle batteria.

Un team di ricerca guidato dall’Università Tecnologica di Graz (TU Graz) ha confrontato tre diversi design di pannelli batteria per capire come la loro struttura influisca sulla sicurezza, sulla riparabilità e sull’sostenibilità. Il primo design riflette un approccio comune che utilizza carter incollati e paste termoconduttive. Sebbene tali soluzioni presentino vantaggi nella produzione, anche danni limitati possono richiedere il sostituto dell’intero pannello batteria.

I ricercatori hanno confrontato questo sistema con due progettazioni volte a semplificare le riparazioni. Una combina coperture del guscio sostituibili con pad per la dissipazione del calore, mentre l’altra utilizza un olio isolante elettricamente per il raffreddamento a liquido e un guscio avvitato e sigillato. Quest’ultimo permette di smontare la batteria e sostituire le singole celle.

Questo lavoro è stato svolto nell’ambito del progetto di ricerca E-Track e mira a risolvere la mancanza di progettazioni standardizzate per le batterie di trazione.

I propri elementi batterici sono particolarmente importanti per determinare se le riparazioni siano sensate. Essi costituiscono circa il 75% della massa totale di un pacco batterie e rappresentano anche il fattore di costo più elevato. Secondo l’analisi del ciclo di vita del progetto, un design adatto alle riparazioni si rivela già vantaggioso se l’8% degli elementi batterici può essere riutilizzato dopo un incidente. Una smontaggio più semplice facilita inoltre il recupero dei materiali per il riciclo.

“Senza standard di progettazione uniformi, i servizi di emergenza si trovano spesso di fronte a gravi difficoltà in caso di incidente, poiché è difficile valutare la struttura e il comportamento dei sistemi batterici. Allo stesso tempo, perdiamo risorse preziose se le batterie non possono essere riparate o completamente riciclate”, ha affermato Markus Fasching, responsabile del progetto presso l’Istituto per la Sicurezza dei Veicoli della TU Graz. “Il nostro lavoro dimostra che sicurezza, efficienza e riciclabilità possono essere migliorate contemporaneamente grazie a un progettazione ben studiata.”

E-Track ha esaminato anche come identificare le cellule danneggiate prima che causino problemi. Il team ha sviluppato metodi di diagnosi che combinano la spettroscopia dell’impedenza elettrochimica con modelli multiphysics virtuali. Questo approccio permette di rilevare danni interni come i micro-interrutti, che altrimenti potrebbero causare un incendio della batteria in una fase successiva.

Anche se il progetto si è concentrato principalmente su batterie per veicoli elettrici a due ruote, i suoi metodi e le sue tecniche di simulazione sono applicabili anche a veicoli più grandi, inclusi automobili e camion. I ricercatori affermano che i risultati potrebbero costituire una base per futuri standard industriali e, eventualmente, quadri normativi.