Nowe wytyczne projektowe mają uczynić baterie bezpieczniejszymi i bardziej zrównoważonymi
Zdjęcie: Mercedes-Benz (ilustracja)
W ramach projektu badawczego E-Track Instytut Bezpieczeństwa Pojazdów na Uniwersytecie Technicznym w Grazu we współpracy z Instytutem Nauk o Systemach Środowiskowych na Uniwersytecie w Grazu oraz partnerami przemysłowymi opracował solidne wytyczne projektowe, które mają uczynić systemy baterii bezpieczniejszymi, bardziej zrównoważonymi i ekonomiczniejszymi.
„Bez jednolitych standardów projektowych służby ratownicze w sytuacjach kryzysowych często stają przed wielkimi wyzwaniami, ponieważ konstrukcja i zachowanie systemów baterii są trudne do oceny. Jednocześnie tracimy cenne zasoby, gdy baterie nie mogą być naprawione lub w pełni przetworzone”, wyjaśnia kierownik projektu Markus Fasching z Instytutu Bezpieczeństwa Pojazdów na TU Graz. „Nasze badania pokazują, że bezpieczeństwo, ekonomiczność i zasada zamkniętego obiegu można wspólnie poprawić dzięki dobrze przemyślanemu projektowi.”
Kluczową wadą dzisiejszych systemów baterii jest ich ograniczona zdolność do naprawy i recyklingu. Wielu producentów polega na sklejanych obudowach z pastami przewodzącymi ciepło w celu regulacji temperatury, co choć przynosi korzyści podczas produkcji, to w przypadku uszkodzenia często zmusza do wymiany całego pakietu baterii. Zespół przyjął tę konstrukcję jako podstawowy projekt do swoich badań.
Ponadto badacze przeanalizowali dwa alternatywne rozwiązania, w tym koncepcję z wymiennymi pokrycami obudowy, w których podkładki przewodzące ciepło odprowadzają gorąco, oraz projekt chłodzony płynem. W tym przypadku odprowadzanie ciepła przejmuje olej izolujący elektrycznie, a obudowę przykręca się za pomocą uszczelki. Ułatwia to demontaż i umożliwia celową wymianę poszczególnych ogniw.
Lepiej jest prościej naprawiać
Analizy pokazują, że ogniwa bateryjne są zarówno największym czynnikiem kosztowym, jak i decydującym elementem dla bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju. Stanowią one około 75 procent całkowitej masy, dlatego ich ponowne wykorzystanie po wypadku ma kluczowe znaczenie dla bilansu ekologicznego i ekonomicznego. Według badaczy analizy cyklu życia potwierdzają, że projekty ułatwiające naprawę są opłacalne już wtedy, gdy osiem procent ogniw może zostać ponownie wykorzystanych. Prosta możliwość rozbiórki sprzyja ponadto recyklingowi materiałów.
W ramach dalszych badań zespół badawczy opracował nowe metody diagnostyczne oparte na elektrochemicznym spektroskopii impedancji. Te metody diagnostyczne w połączeniu z wirtualnymi modelami multiphizycznymi umożliwiają, według badaczy, dokładne wykrywanie wewnętrznych uszkodzeń, takich jak mikroprzepięcia, które w przeciwnym razie mogłyby z opóźnieniem doprowadzić do krytycznych zdarzeń, takich jak pożary baterii.
Także interesujące
O autorze
Thomas Langenbucher jest ekspertem od mobilności elektrycznej, który pracował w przemyśle motoryzacyjnym oraz sektorze finansowym. Od 2011 roku publikuje na ecomento.de artykuły o samochodach elektrycznych, zrównoważonych technologiach i rozwiązaniach mobilnościowych. Dowiedz się więcej.
Interakcje czytelników