TU Graz elabora linee guida per batterie di propulsione facili da riparare
I ricercatori della TU Graz, nell’ambito del progetto di ricerca “E-Track”, hanno definito linee guida per la progettazione al fine di rendere le batterie più sicure, più facili da riparare e riciclabili. La loro analisi mostra che strutture di pannelli batteria favorevoli alla riparazione sono vantaggiose sia dal punto di vista economico che ambientale.
Un team di ricerca guidato dall’Università Tecnica di Graz (TU Graz) ha confrontato tre design di pannelli batteria per determinare come la loro struttura influisca sulla sicurezza, sulla possibilità di riparazione e sull’impatto ambientale. Il primo pannello corrispondeva a un modello tradizionale con carcassa incollata e paste termoconduttrici. Sebbene tali configurazioni offrano vantaggi nella produzione, anche un piccolo danno può rendere necessario il sostituto dell’intero pannello batteria.
I ricercatori hanno confrontato questo kit standard con due soluzioni progettate per semplificare le riparazioni. Una di queste combinava coperture del corpo sostituibili con pad per la dissipazione del calore, mentre l’altra utilizzava un olio isolante elettricamente per il raffreddamento a liquido, nonché un corpo chiuso a vite e sigillato. Quest’ultimo permette di smontare la batteria e sostituire le singole celle.
Le cellule stesse svolgono un ruolo particolarmente importante nella decisione se una riparazione sia opportuna: costituiscono circa il 75 % della massa totale di un pacco batterie ed rappresentano inoltre il principale fattore di costo. Secondo l’analisi del ciclo di vita effettuata dal team di progetto di Graz, un design favorevole alle riparazioni si rivela già vantaggioso quando, in seguito a un incidente, l’8 % delle cellule può essere riutilizzato. Inoltre, una smontaggio più semplice facilita il recupero dei materiali per il riciclo.
“Senza standard di progettazione uniformi, le forze di intervento 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 congiuntamente grazie a un progetto ben studiato.”
Nel contesto del progetto E-Track è stata esaminata anche la possibilità di identificare le cellule danneggiate prima che causino problemi. Il team di ricerca ha sviluppato strumenti di diagnosi che combinano la spettroscopia dell’impedenza elettrochimica con modelli multiphisici virtuali. Secondo i responsabili, questo approccio permette di rilevare “con affidabilità danni interni come micro-cortocircuiti, che altrimenti potrebbero portare, con un ritardo, a eventi critici come incendi delle batterie”.
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 possono essere applicati anche a veicoli più grandi come automobili e camion. Secondo i ricercatori, i risultati potrebbero costituire una base per futuri standard industriali e, eventualmente, anche per normative legislative.