A TU Graz está desenvolvendo diretrizes para baterias de propulsão amigáveis à reparação
Cientistas da TU Graz definiram diretrizes de design no projeto de pesquisa “E-Track” para tornar as baterias mais seguras, fáceis de reparar e recicláveis. Sua análise mostra que estruturas de pacotes de baterias que facilitam a reparação são vantajosas tanto economicamente quanto ecologicamente.
Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade Técnica de Graz (TU Graz) comparou três projetos de pacotes de baterias para determinar como sua estrutura afeta a segurança, a capacidade de reparo e a sustentabilidade. O primeiro pacote correspondia a um modelo comum, com gabinete colado e pastas termocondutivas. Embora tais construções ofereçam vantagens na produção, até mesmo um pequeno dano pode exigir a substituição de todo o pacote de baterias.
Os pesquisadores compararam este conjunto padrão com duas construções que visam facilitar as reparos. Uma delas combinava tampas de gabinete substituíveis com pastilhas de dissipação de calor, enquanto a outra utilizava um óleo isolante elétrico para refrigeração por fluido, além de um gabinete parafusado e selado. Este último permite desmontar a bateria e substituir as células individuais.
As próprias células desempenham um papel especialmente importante na decisão de se uma reparação é viável: elas compõem cerca de 75% da massa total de um pacote de baterias e são também o maior fator de custo dele. De acordo com a análise do ciclo de vida da equipe de projeto de Graz, um design que facilita as reparações já se paga quando, após um acidente, oito por cento das células podem ser reutilizadas. Uma desmontagem mais simples também facilita a recuperação de materiais para reciclagem.
“Sem padrões unificados de design, as equipes de resgate enfrentam frequentemente grandes desafios em situações críticas, pois a estrutura e o comportamento dos sistemas de baterias são difíceis de avaliar. Ao mesmo tempo, perdemos recursos valiosos quando as baterias não podem ser reparadas ou totalmente recicladas”, explica o coordenador do projeto, Markus Fasching, do Instituto de Segurança Veicular da TU Graz. “Nosso trabalho mostra que segurança, economicidade e capacidade de ciclo podem ser melhoradas simultaneamente por meio de um design bem planejado.”
Dentro do projeto E-Track, também foi investigado como identificar células danificadas antes que elas causem problemas. A equipe de pesquisa desenvolveu ferramentas de diagnóstico que combinam a espectroscopia de impedância eletroquímica com modelos multiphísicos virtuais. Segundo os responsáveis, essa abordagem permite “detectar com confiabilidade danos internos, como microcurtos-circuitos, que, de outra forma, poderiam levar, com atraso, a eventos críticos como incêndios em baterias”.
Embora o projeto tenha se concentrado principalmente em baterias para veículos elétricos de duas rodas, suas metodologias e abordagens de simulação também podem ser aplicadas a veículos maiores, como carros e caminhões. De acordo com os pesquisadores, os resultados podem servir de base para futuros padrões industriais e, possivelmente, também para regulamentações legais.