TU Graz розробляє керівні принципи для акумуляторів електромобілів, які можна ремонтувати.

Дослідники з TU Graz розробили керівні принципи проектування, які мають зробити акумулятори для електромобілів безпечнішими та легкішими для ремонту та переробки. Їхній аналіз показує, що конструкції, зручні для ремонту, можуть принести економічну та екологічну вигоду, навіть якщо повторно використовується лише 8% елементів акумулятора.

Дослідницька група під керівництвом Технічного університету Граца (TU Graz) порівняла три конструкції акумуляторних блоків, щоб визначити, як їхня будова впливає на безпеку, можливість ремонту та сталий розвиток. Перша конструкція відображає поширений підхід із використанням з’єднаних корпусів та теплопровідних паст. Хоча такі конструкції мають переваги у виробництві, навіть незначні пошкодження можуть змусити замінити весь акумуляторний блок.

Дослідники порівняли цей варіант із двома конструкціями, створеними для полегшення ремонту. Одна з них поєднує замінні кришки корпусу із пластинами для відведення тепла, тоді як інша використовує електроізоляційну олію для рідкостного охолодження та корпус із гвинтами та ущільненням. Остання дозволяє розбирати акумулятор та замінювати окремі елементи.

Ця робота була проведена в рамках дослідницького проекту E-Track та має на меті вирішити проблему відсутності стандартизованих конструкцій для тягових акумуляторів.

Самі елементи акумулятора мають особливе значення для визначення доцільності їх ремонту. Вони становлять близько 75% від загальної маси акумуляторної батареї та є найбільшим фактором її вартості. Згідно з аналізом життєвого циклу проекту, конструкція, придатна для ремонту, вже є економічно доцільною, якщо після аварії можна повторно використати 8% елементів. Простіше розбирання також полегшує збір матеріалів для переробки.

„Без єдиних стандартів проектування служби екстреної допомоги часто стикаються з серйозними труднощами у надзвичайних ситуаціях, оскільки склад та поведінка акумуляторних систем важко оцінити. Водночас ми втрачаємо цінні ресурси, якщо акумулятори не можна відремонтувати чи повністю переробити“, — сказав Маркус Фашхінг, керівник проекту в Інституті безпеки транспортних засобів TU Graz. „Наша робота показує, що безпеку, ефективність та можливості переробки можна покращити одночасно завдяки ретельно продуманому проектуванню“.

E-Track також дослідив способи ідентифікації пошкоджених клітин ще до того, як вони спричинять проблеми. Команда розробила діагностичні методи, які поєднують електрохімічну спектроскопію імпедансу з віртуальними багатофізичними моделями. Цей підхід дозволяє виявляти внутрішні пошкодження, такі як мікрокороткі замикання, які інакше могли б призвести до пожежі в акумуляторі у подальшому.

Хоча проект був спрямований переважно на акумулятори для електричних двоколісних транспортних засобів, його методи та підходи до моделювання також можуть застосовуватися до більших транспортних засобів, включаючи автомобілі та вантажівки. Дослідники стверджують, що отримані результати можуть стати основою для майбутніх промислових стандартів та потенційних регуляторних рамок.