W TU Graz opracowuje się wytyczne dotyczące akumulatorów napędowych przyjaznych naprawom.

Naukowcy z TU Graz w ramach projektu badawczego „E-Track” określili wytyczne projektowe, aby uczynić baterie bezpieczniejszymi, łatwiej naprawialnymi i nadającymi się do recyklingu. Ich analiza pokazuje, że konstrukcje pakietów baterii ułatwiające naprawę przynoszą korzyści zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym.

Zespół badawczy pod kierownictwem Uniwersytetu Technicznego w Grazu (TU Graz) porównał trzy projekty pakietów baterii, aby sprawdzić, jak ich konstrukcja wpływa na bezpieczeństwo, możliwość naprawy oraz zrównoważoność. Pierwszy pakiet odpowiadał standardowemu modelowi z przyklejonym obudową oraz pastami przewodzącymi ciepło. Chociaż takie konstrukcje oferują zalety pod względem produkcji, nawet niewielka awaria może wymusić wymianę całego pakietu baterii.

Naukowcy porównali tę standardową obudowę z dwiema konstrukcjami, które mają ułatwić naprawy. Jedna łączyła wymienne pokrywy obudowy z podkładkami przewodzącymi ciepło, natomiast druga wykorzystywała olej izolujący elektrycznie do chłodzenia cieczą oraz obudowę skręcaną i uszczelnioną. Ta ostatnia umożliwia rozłożenie baterii i wymianę poszczególnych ogniw.

Samych ogniw odgrywa szczególnie ważną rolę przy decydowaniu o tym, czy naprawa jest sensowna: stanowią one około 75% całkowitej masy pakietu akumulatorowego i są jednocześnie jego największym czynnikiem kosztowym. Zgodnie z analizą cyklu życia przeprowadzoną przez zespół projektowy z Grazu, przyjazny naprawom design już się opłaca, jeśli po wypadku można ponownie wykorzystać osiem procent ogniw. Prostsza demontaża ułatwia ponadto odzyskiwanie materiałów do recyklingu.

„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.”

W ramach projektu E-Track zbadano również, w jaki sposób można zidentyfikować uszkodzone komórki przed tym, jak spowodują one problemy. Zespół badawczy opracował w tym celu narzędzia diagnostyczne, w których spektroskopia impedancji elektrochemicznej łączy się z wirtualnymi, wielofizycznymi modelami. Według badaczy dzięki temu podejściu można „niezawodnie wykrywać wewnętrzne uszkodzenia, takie jak mikroprzepięcia, które w przeciwnym razie mogłyby z opóźnieniem doprowadzić do krytycznych zdarzeń, takich jak pożary baterii”.

Chociaż projekt koncentrował się przede wszystkim na bateriach do pojazdów elektrycznych, jego metody i podejścia symulacyjne można zastosować również do większych pojazdów, takich jak samochody osobowe i ciężarówki. Według badaczy wyniki te mogą stanowić podstawę dla przyszłych standardów przemysłowych, a być może także dla przepisów prawnych.