Una radiografia rivela cosa succede alla batteria di un’auto elettrica dopo un incidente.

Un nuovo sistema sviluppato dall’istituto tedesco Fraunhofer permette di analizzare l’interno delle batterie delle auto elettriche senza la necessità di smontarle. La tecnologia è stata testata su veicoli danneggiati, tra cui un Volkswagen ID.3, con risultati che aprono nuove possibilità per la riparazione e il riutilizzo.

Uno dei grandi interrogativi che sorgono quando un’auto elettrica subisce un incidente è quello relativo alla batteria: cosa ne è stato? Anche se apparentemente non presenta danni, un impatto significativo può causare deformazioni interne che non sono visibili dall’esterno. Verificarlo non è sempre semplice, soprattutto quando si tratta di batterie di grandi dimensioni, installate sotto il pavimento del veicolo e protette da una struttura metallica.

Fino ad ora, per determinare se una batteria danneggiata possa ancora essere utilizzata è stato necessario combinare diversi test e, in alcune circostanze, smontare i componenti per accedere al suo interno. Tuttavia, un progetto sviluppato in Germania potrebbe semplificare notevolmente questo lavoro, permettendo ai tecnici di osservare l’interno di una batteria tramite raggi X e di rilevare in modo automatico eventuali danni strutturali.

La tecnologia è stata sviluppata dall’Istituto Fraunhofer per i Circuiti Integrati (IIS), in collaborazione con l’Università di Scienze Applicate di Monaco, nell’ambito del progetto AIR. Il suo obiettivo è fornire uno strumento in grado di valutare lo stato meccanico delle batterie, sia di automobili danneggiate che di unità usate che potrebbero essere riutilizzate per altri scopi.

Il sistema utilizza radiografie bidimensionali che vengono successivamente analizzate tramite un programma informatico sviluppato appositamente per questo compito. Quest’ultimo è in grado di identificare automaticamente le celle della batteria, indipendentemente dal fatto che siano cilindriche, prismatiche o di tipo sacca, e di verificare se presentano spostamenti, deformazioni o gonfiori che possano indicare la presenza di danni interni.

La cosa interessante è che non è necessario aprire la batteria né smontarne i componenti. A seconda dell’impianto utilizzato, il dispositivo può esaminare direttamente il pacco batterie o addirittura l’intera auto, facendo passare l’insieme attraverso il sistema a raggi X.

Inoltre, secondo i test condotti dai ricercatori, il processo di analisi delle immagini può essere completato in circa cinque minuti. Si tratta però del tempo necessario per valutare le radiografie della batteria, non della durata totale dell’ispezione, che dipenderà dalle dimensioni del veicolo e dal numero di immagini richieste.

Un Volkswagen ID.3 danneggiato dimostra le potenzialità del sistema

Uno dei test più interessanti del progetto ha visto come protagonista un Volkswagen ID.3 che in precedenza aveva partecipato a un test di impatto condotto da DEKRA. L’auto elettrica tedesca è stata lanciata a 79 km/h contro la parte posteriore di un Volkswagen Tiguan fermo, causando gravi danni alla sua struttura anteriore.

L’incidente ha permesso ai ricercatori di verificare in che misura la batteria, posizionata sotto il pavimento dell’abitacolo, avesse subito le conseguenze dell’impatto. Ed è qui che è emersa una delle sorprese dello studio.

Il programma informatico ha identificato automaticamente le cellule di tipo “borsa” utilizzate in questa batteria e ha confrontato la curvatura dei loro bordi per rilevare eventuali alterazioni. I risultati non hanno evidenziato deviazioni critiche che potessero indicare danni strutturali interni.

Tuttavia, i ricercatori non si sono limitati alle radiografie. Hanno anche analizzato i dati registrati durante l’incidente, verificato le informazioni memorizzate nel sistema di gestione della batteria e condotto diversi test elettrici seguendo le procedure di sicurezza di DEKRA.

Grazie a tutte queste informazioni, la batteria del Volkswagen ID.3 è stata classificata al livello di rischio EUCAR 0, il più basso di questa scala, e ha ottenuto l’autorizzazione per continuare ad essere utilizzata.

È importante precisare che questa conclusione riguarda esclusivamente l’unità analizzata. Ciò non significa che tutte le batterie di un ID.3 possano sopportare un incidente simile senza subire danni, poiché il risultato dipenderà da numerosi fattori, come la direzione dell’impatto, la deformazione della struttura o le forze trasmesse all’insieme.

I ricercatori hanno inoltre testato il sistema con una batteria composta da celle cilindriche che aveva subito un incidente. In questo caso, le radiografie hanno rivelato una situazione molto diversa.

Il programma ha rilevato automaticamente la posizione delle celle e ha scoperto che una parte dell’insieme presentava deformazioni significative. Diverse celle si erano spostate rispetto alla loro posizione originale, cosa che è stata possibile identificare confrontando le immagini con una referenza.

Anche se non sono stati riscontrati segni di gonfiamento, i ricercatori hanno concluso che la batteria non doveva essere riutilizzata a causa dei danni meccanici individuati. Questo dimostra che non basta verificare se una batteria mantiene la sua capacità o sembra funzionare normalmente per garantire che possa continuare ad essere utilizzata in sicurezza.

Questa tecnologia potrebbe anche avere applicazioni importanti nel mercato delle batterie usate e nella loro riutilizzazione. Attualmente, uno degli indicatori principali per conoscere lo stato di una batteria è il cosiddetto SOH, che permette di stimare la capacità che conserva rispetto al momento in cui era nuova.

Tuttavia, questo dato non indica necessariamente la presenza di possibili danni fisici all’interno. Una batteria può mantenere una capacità elevata e, allo stesso tempo, presentare deformazioni che rendono sconsigliabile la sua riutilizzazione.

Il sistema sviluppato da Fraunhofer permetterebbe di integrare i test elettrici con una valutazione dell’integrità meccanica. Ciò potrebbe facilitare l’identificazione delle batterie idonee a una seconda vita come sistemi di accumulo statico, sia nelle abitazioni che in impianti industriali o reti elettriche.

Potrebbe risultare particolarmente utile anche per aziende di trasporto, compagnie assicurative, officine e centri di riciclo, che devono decidere cosa fare delle batterie provenienti da automobili incidentate. Una valutazione più precisa aiuterebbe a stabilire quali possono essere riutilizzate, quali necessitano di test aggiuntivi e quali devono essere eliminate definitivamente.

Tuttavia, i ricercatori insistono sul fatto che le radiografie non sostituiscono i controlli elettrici né una valutazione individuale della sicurezza. Si tratta di uno strumento complementare che fornisce informazioni sullo stato fisico dei componenti interni.

Nel futuro, Fraunhofer sta lavorando per ampliare queste possibilità grazie al progetto Giant-Eye-CT, un sistema di tomografia computerizzata che permetterebbe di ottenere immagini tridimensionali di auto elettriche complete. Una evoluzione che potrebbe offrire un livello di dettaglio ancora maggiore e facilitare l’identificazione di danni difficili da rilevare con le radiografie convenzionali.

Anche se si tratta ancora di una tecnologia in fase di sviluppo, le sue possibili applicazioni sono numerose. Dalla migliore valutazione delle auto elettriche danneggiate fino a facilitare il recupero di batterie che hanno ancora molti anni di vita utile davanti a sé. E, soprattutto, evitare che una batteria finisca prematuramente nel riciclo semplicemente perché è troppo complicato verificare cosa sia accaduto al suo interno.