Новые руководящие принципы дизайна должны сделать аккумуляторы более безопасными и экологичными

Изображение: Mercedes-Benz (иллюстративное)

В рамках исследовательского проекта E-Track Институт безопасности транспортных средств Технического университета Граца совместно с Институтом наук о экологических системах Университета Граца и промышленными партнерами разработал четкие рекомендации по дизайну, направленные на повышение безопасности, устойчивости и экономичности аккумуляторных систем.

«Без единых стандартов дизайна спасатели в чрезвычайных ситуациях часто сталкиваются с серьезными трудностями, поскольку сложно оценить конструкцию и поведение батарейных систем. В то же время мы теряем ценные ресурсы, если батареи невозможно отремонтировать или полностью переработать», — объясняет руководитель проекта Маркус Фашинг из Института безопасности транспортных средств Технического университета Граца. «Наша работа показывает, что безопасность, экономичность и возможность циклического использования можно совместно улучшить благодаря тщательно продуманному дизайну».

Одним из ключевых недостатков современных аккумуляторных систем является их ограниченная возможность ремонта и переработки. Многие производители используют склеенные корпуса с теплопроводящими гелями для регулировки температуры, что хотя и дает преимущества в производственном процессе, но при повреждении часто вынуждает заменять весь аккумуляторный блок. Эту конструкцию команда взяла в качестве основы для своих исследований.

Кроме того, исследователи изучили два альтернативных варианта конструкции: один из них предусматривает съемные крышки корпуса, в которых теплопроводящие пластины отводят тепло, а другой — конструкцию с жидкостным охлаждением. В этом варианте для отвода тепла используется электрически изолирующее масло, а корпус закрепляется с помощью уплотнителя. Это облегчает демонтаж и позволяет заменять отдельные элементы аккумулятора целенаправленно.

Прощий ремонт того стоит

Анализы показывают: аккумуляторные элементы являются как самым крупным фактором затрат, так и ключевым параметром для обеспечения безопасности и устойчивости. Они составляют около 75 процентов от общей массы, поэтому их повторное использование после аварии имеет решающее значение для экологического и экономического баланса. По словам исследователей, анализы жизненного цикла доказывают: конструкции, удобные для ремонта, оправдывают себя уже тогда, когда можно повторно использовать восемь процентов элементов. Кроме того, простота демонтажа способствует переработке материалов.

Кроме того, исследовательская группа разработала новые методы диагностики на основе электрохимической импедансной спектроскопии. По мнению ученых, эти методы в сочетании с виртуальными мультифизическими моделями позволяют надежно выявлять внутренние повреждения, такие как микроперекрытия, которые в противном случае могли бы со временем привести к критическим ситуациям, например, к пожарам в батареях.

«Хотя рекомендации были разработаны в первую очередь для электрических двухколесных транспортных средств, эти методы и подходы к моделированию можно напрямую применять к более крупным классам транспортных средств, таким как легковые автомобили или грузовики», — поясняют исследователи. Таким образом, полученные результаты создали прочную основу для будущих промышленных стандартов и могут служить отправной точкой для разработки регулирующих норм.

Также интересно

Об авторе

Томас Лангенбухер — эксперт в области электромобильности с опытом работы в автомобильной и финансовой отраслях. С 2011 года он публикует статьи на сайте ecomento.de о электромобилях, устойчивых технологиях и решениях в сфере мобильности. Узнайте больше.

Взаимодействие с читателями