Нові принципи дизайну мають зробити акумулятори безпечнішими та екологічнішими

Зображення: Mercedes-Benz (символічне зображення)

У рамках дослідницького проекту E-Track Інститут безпеки транспортних засобів Технічного університету Граца спільно з Інститутом наук про екологічні системи Університету Граца та промисловими партнерами розробив чіткі принципи дизайну, які мають зробити системи акумуляторів безпечнішими, екологічнішими та економічніше ефективними.

„Без єдиних стандартів дизайну рятувальники у критичних ситуаціях часто стикаються з великими труднощами, оскільки склад та поведінка акумуляторних систем важко оцінити. Водночас ми втрачаємо цінні ресурси, якщо акумулятори не можна відремонтувати чи повністю переробити“, — пояснює керівник проекту Маркус Фашинг з Інституту безпеки транспортних засобів Технічного університету Граца. „Наша робота показує, що безпеку, економічність та можливість циклічного використання можна одночасно покращити завдяки ретельно продуманому дизайну.“

Однією з ключових проблем сучасних акумуляторних систем є їхні обмежені можливості ремонту та переробки. Багато виробників використовують склеєні корпуси з теплопровідними пастами для регулювання температури, що хоча й забезпечує переваги під час виробництва, проте у разі пошкодження часто змушує замінювати всю акумуляторну упаковку. Цю конструкцію команда взяла за основу для своїх досліджень.

Крім того, дослідники вивчили два альтернативні підходи, зокрема концепцію зі змінними кришками корпусу, у яких теплопровідні пластини відводять тепло, а також дизайн з охолодженням рідиною. У цьому варіанті електрично ізольуюча олія виконує функцію відведення тепла, а корпус закріплюється за допомогою ущільнювача. Це полегшує демонтаж та дозволяє замінювати окремі елементи акумулятора цілеспрямовано.

Простіший ремонт вартий уваги

Аналізи показують: акумуляторні елементи є як найбільшим фактором витрат, так і ключовим елементом для безпеки та сталості. Вони становлять близько 75 відсотків загальної маси, тому їхнє повторне використання після аварії має вирішальне значення для екологічного та економічного балансу. За словами дослідників, аналізи життєвого циклу доводять: конструкції, зручні для ремонту, вже є ефективними, якщо можна повторно використати вісім відсотків елементів. Крім того, простота розбирання сприяє переробці матеріалів.

До того ж дослідницька команда розробила нові методи діагностики на основі електрохімічної імпедансної спектроскопії. За словами дослідників, ці методи діагностики у поєднанні з віртуальними багатофізичними моделями дозволяють надійно виявляти внутрішні пошкодження, такі як мікроперекиди, які в іншому випадку могли б з часом призвести до критичних ситуацій, наприклад, до пожеж у акумуляторах.

„Хоча ці правила були розроблені переважно для електричних двоколісних транспортних засобів, методи та підходи до моделювання можна безпосередньо застосувати до більших класів транспортних засобів, таких як легкові чи вантажні автомобілі“, — пояснюють дослідники. Таким чином результати досліджень створили міцну основу для майбутніх промислових стандартів та можуть слугувати вихідною точкою для регуляторних нормативів.

Також цікаво

Про автора

Томас Лангенбухер — експерт з електромобільності, який має досвід роботи в автомобільній промисловості та фінансовому секторі. З 2011 року він пише на сайті ecomento.de про електромобілі, сталі технології та рішення в галузі мобільності. Дізнайтеся більше.

Інтеракція з читачами