A TU Graz cria diretrizes para baterias de veículos elétricos que possam ser reparadas.
Pesquisadores da TU Graz desenvolveram diretrizes de design para tornar as baterias de tração mais seguras e fáceis de reparar e reciclar. Sua análise mostra que designs amigáveis à manutenção podem trazer benefícios econômicos e ambientais, mesmo quando apenas 8% das células da bateria são reutilizadas.
Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade Técnica de Graz (TU Graz) comparou três projetos de conjuntos de baterias para determinar como sua construção afeta a segurança, a capacidade de reparo e a sustentabilidade. O primeiro reflete uma abordagem comum que utiliza carcaças seladas e pastas condutoras de calor. Embora tais designs tenham vantagens na produção, até mesmo danos limitados podem exigir a substituição de todo o conjunto de baterias.
Os pesquisadores compararam isso com dois projetos destinados a facilitar as reparos. Um combina capas de proteção substituíveis com almofadas de dissipação de calor, enquanto o outro utiliza óleo isolante elétrico para resfriamento líquido e uma carcaça aparafusada e selada. Esta última permite que a bateria seja desmontada e que as células individuais sejam substituídas.
O trabalho foi realizado como parte do projeto de pesquisa E-Track e tem como objetivo resolver a falta de projetos padronizados para baterias de tração.
As próprias células são particularmente importantes quando se trata de determinar se as reparos fazem sentido. Elas representam cerca de 75% da massa total de um conjunto de baterias e também são seu maior fator de custo. De acordo com a análise do ciclo de vida do projeto, um design que facilita os reparos já se paga se 8% das células puderem ser reutilizadas após um acidente. Uma desmontagem mais fácil também torna mais simples a recuperação de materiais para reciclagem.
“Sem padrões uniformes de design, os serviços de emergência enfrentam frequentemente grandes desafios em situações de urgência, pois a estrutura e o comportamento dos sistemas de baterias são difíceis de avaliar. Ao mesmo tempo, perdemos recursos valiosos se as baterias não puderem ser reparadas ou totalmente recicladas”, disse Markus Fasching, gerente de projeto no Instituto de Segurança Veicular da TU Graz. “Nosso trabalho mostra que segurança, eficiência e reciclabilidade podem ser aprimoradas juntas por meio de um design bem pensado.”
A E-Track também analisou como as células danificadas podem ser identificadas antes de causarem problemas. A equipe desenvolveu métodos diagnósticos que combinam espectroscopia de impedância eletroquímica com modelos multiphísicos virtuais. Essa abordagem consegue detectar danos internos, como microcurtos-circuitos, que, de outra forma, poderiam provocar incêndios nas baterias em estágios posteriores.
Embora o projeto tenha se concentrado principalmente em baterias para veículos elétricos de duas rodas, seus métodos e abordagens de simulação também são aplicáveis a veículos maiores, incluindo carros e caminhões. Os pesquisadores afirmam que os resultados podem servir de base para futuros padrões da indústria e, potencialmente, para estruturas regulatórias.