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– Estudos da TU Graz mostram que quanto mais velha é a bateria de tração de veículos elétricos (EV), menor é o perigo que ela representa. Agora os pesquisadores e parceiros da indústria querem definir parâmetros para o uso subsequente de baterias descartadas.
CourtesyTU Graz: As baterias dos veículos elétricos tornam-se mais seguras com o tempo. Como parte do projeto “SafeBattery“, uma equipe da Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) tem investigado o comportamento de baterias à base de lítio em carros elétricos sob cargas de colisão nos últimos quatro anos.
“O desempenho das novas células de bateria é amplamente conhecido, por isso lidamos com todo o ciclo de vida”, explica o gerente de projeto Christian Ellersdorfer do Institute of Vehicle Safety. Junto com parceiros da indústria como AVL, Audi e Daimler, a pesquisa foi conduzida em cenários que uma bateria pode experimentar ao longo de sua vida: por exemplo, vibrações e fortes acelerações causadas por lombadas de estacionamento, acidentes graves e o carregamento e descarregamento constantes de baterias.
Mudanças devido à carga e descarga
Com a ajuda de testes de colisão, modelos de simulação e métodos de cálculo, os pesquisadores conseguiram determinar que as vibrações e acelerações dificilmente afetam o comportamento das baterias. No entanto, mudanças mecânicas e elétricas mais significativas foram vistas como resultado do constante carregamento e descarregamento da bateria. As células da bateria envelhecidas desta forma apresentam uma maior rigidez sob carga mecânica. “Mas as mudanças não significam necessariamente que as baterias se tornem mais perigosas com o tempo. Pelo contrário. A soma das influências as torna mais seguras com o tempo porque também perdem energia elétrica”, diz Ellersdorfer. As investigações de Ellersdorfer et al mostram que as células com um conteúdo de capacidade fortemente reduzido têm um curso enfraquecido da chamada fuga térmica após um curto-circuito interno. Assim, o potencial de energia reduzido das baterias antigas diminui a probabilidade de incêndios acidentais da bateria.
Benefício para a indústria automotiva
Graças aos resultados da pesquisa, os fabricantes agora sabem o que podem esperar de uma célula de bateria. Isso permite projetos com economia de material e maior eficiência, como explica Ellersdorfer: “Até agora, a bateria foi instalada de forma que as deformações pudessem ser excluídas em todos os cenários imagináveis. Agora os fabricantes podem fazer melhor uso do espaço de instalação. E segurança verificações em uma nova célula são válidas para a vida da bateria. “
Aprovação de EVBs para uma segunda vida
Na linha do tempo da vida de uma bateria, o consórcio SafeBattery agora dá um passo adiante. No recém-lançado projeto COMET SafeLIB, as mudanças nas baterias de tração para veículos elétricos estão sendo examinadas com mais detalhes em conjunto com outros parceiros como LIT Law LAB, Infineon, Fronius, Mercedes, a fim de ser capaz de derivar fatores de segurança para uso posterior . “Baterias usadas com uma capacidade de energia de 80 por cento não são mais adequadas para veículos elétricos, mas são muito adequadas para armazenamento de energia estacionária ou para máquinas-ferramentas. Pela primeira vez, estamos determinando parâmetros geralmente válidos na área de segurança,” diz Ellersdorfer, descrevendo o projeto.
Os pesquisadores usarão a única tecnologia de bancada de teste do mundo para segurança de bateria no Battery Safety Center Graz, que foi inaugurado no final de 2020. Lá, a vida útil inicial de uma célula de bateria pode ser examinada em um nível de detalhe sem precedentes. O quadro jurídico para a reutilização (por exemplo, a questão da responsabilidade por danos consequentes) também é levado em consideração. Além do chamado “estado de saúde”, que reflete a capacidade residual existente e o desempenho de uma célula de bateria, um “estado de segurança” deve ser definido em última instância, pelo qual o status de segurança de uma bateria pode ser avaliado ao longo do todo o ciclo de vida. O SafeLIB é executado por quatro anos e termina em 2025. A Agência Austríaca de Promoção da Pesquisa FFG está financiando o projeto com um total de 6 milhões de euros (ver FFG Fact sheet; somente alemão).
Parceiros científicos:
- TU Graz | Instituto de Segurança Veicular
- TU Graz | Instituto de Química e Tecnologia de Materiais
- Johannes Kepler University Linz
- Centro Virtual de Pesquisa de Veículos
- Parceiros corporativos:
- Audi AG2
- AVL List GmbH
- Dr. Ing. h.c.F. Porsche AG
- DYNAmor GmbH
- Fill GmbH
- Fronius International GmbH
- Infineon Technologies AG
- Mercedes Benz AG
- Wacker Neuson Linz GmbH
Os dois projetos de pesquisa estão ancorados no Campo de Especialização “Mobilidade e Produção”, uma das cinco áreas de foco estratégico da TU Graz.
Contato: Christian ELLERSDORFER Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. TU Graz | Instituto de Segurança Veicular
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