- -
UPV
 

Objectiu: millorar la seguretat de les bateries d'ió de liti dels vehicles elèctrics

El CMT-Motors Tèrmics treballa en noves tecnologies que eviten la fugida tèrmica en aquestes bateries. El seu treball ha despertat l'interès de multinacionals de l'automoció i de la NASA

[ 07/03/2022 ]

Investigadors de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertanyents a l'Institut CMT Motors Tèrmics, treballen en diferents projectes nacionals i internacionals per a millorar la seguretat de les bateries d'ió de liti, les més utilitzades actualment en els vehicles elèctrics.

Tal com apunta Antonio García, investigador del CMT-Motors, el futur del sector de l'automoció passa, en gran manera, encara que no exclusivament, per l'ús massiu de les bateries elèctriques d'ió de liti, si bé actualment hi ha alguns problemes que poden afectar la seua seguretat. Un d'ells és la seua estabilitat tèrmica.

“Les bateries d'ió de liti en determinades condicions no són segures. Hi ha un fenomen que es coneix com a fugida tèrmica (thermal runaway), que pot acabar provocant l'incendi de la bateria, amb el consegüent risc per als ocupants del vehicle. L'energia tèrmica alliberada durant aquest procés és de l'ordre de 5,4 vegades l'energia elèctrica continguda en la bateria, per la qual cosa cal extremar les precaucions. La inestabilitat tèrmica de les bateries es pot donar en condicions d'alta demanda, per exemple, durant les càrregues ràpides. Si això no es gestiona bé, pot entrar en fugida tèrmica i generar un incendi. Com a anotació, una ciutat alemanya ja ha prohibit l'estacionament de cotxes elèctrics en garatges subterranis”, explica García.

Per a reduir aqueixos riscos, l'equip del CMT-Motors Tèrmics de la UPV treballa en dos projectes europeus i altres dos nacionals l'objectiu dels quals és desxifrar millor tots els problemes associats al thermal runaway de les bateries d'ió de liti, tant actuals com les que arribaran al mercat en els pròxims quinze anys.

“Estem aplicant els nostres més de 40 anys de treball centrats en motors de combustió a aquest fenomen que afecta a les bateries d'ió de liti. Volem conèixer fins al més mínim detall del procés de combustió en bateries per a contribuir a fer-les el més segures possibles. I ja tenim els nostres primers resultats”, apunta Javier Monsalve. Aquests resultats s'han publicat en les revistes Applied Thermal Engineering i International Journal of Heat and Mass Transfer.

Un d'ells és el desenvolupament d'una instal·lació experimental, en col·laboració amb AVL Ibèrica, per a poder visualitzar com es produeix el procés de combustió d'una bateria. Juntament amb l'anàlisi dels gasos emesos, es podrà realitzar una caracterització físic-química del procés en diferents condicions com a diferents estats de càrrega, composició de l'ambient, etc., que permetran el desenvolupament de mecanismes de cinètica química associats al procés.

A més, l'equip de la UPV treballa en el projecte DETEBAT-VEU, finançat per la Generalitat Valenciana, enfocat a les empreses que actualment presten serveis a Ford Almussafes es reorienten cap a l'electrificació.

“L'objectiu del projecte és crear un demostrador de paquet de bateries d'alt contingut energètic que permeta el desenvolupament i validació de les tecnologies imprescindibles per a incrementar la seua autonomia, seguretat i sostenibilitat. Des del CMT treballem en els aspectes de seguretat, control tèrmic i desenvolupament del sistema de gestió energètica de la bateria”, apunta Monsalve.

Interès de la NASA

El treball dut a terme des dels laboratoris d'aquest equip del CMT-Motors Tèrmics de la UPV ha despertat l'interès de grans multinacionals del sector de l'automoció, així com també de l'Agència espacial estatunidenca, la NASA.

“L'Agència compta amb un departament dedicat íntegrament a l'estudi d'aquestes bateries, claus també per al sector aeronàutic. El mes de desembre passat vam presentar en el congrés NASA Aerospace Battery Workshop les conclusions dels nostres treballs més recents en aquest sector, amb un gran acolliment”, apunta García.

Sobre el futur de l'automoció

Amb aquests projectes, l'equip del CMT-Motors Tèrmics aporta tot el seu coneixement per a un futur del sector en el qual, Antonio García, apunta en què “no hi haurà una única tecnologia guanyadora, “perquè el futur és eclèctic. Tenim un problema global que és el CO2 i, sense la integració de vehicles elèctrics híbrids (HEV), híbrids enchufables (PHEV), 100% elèctrics (BEV), Fuel Cells, e-fuels, H2… serà impossible arribar als objectius de reducció d'emissions marcats per a 2050. Nosaltres treballem en aqueixa integració i, en aquest cas concret, a contribuir a garantir la màxima seguretat de les bateries d'ió de liti, claus avui ja i encara més en un futur a no tan llarg termini”, conclou Antonio García.

Referències

García, A.; Monsalve-Serrano, J.; Sari, R. L. & Martinez-Boggio, S. Influence of environmental conditions in the battery thermal runaway process of different chemistries: Thermodynamic and optical assessment. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2022, 184, 122381.

García, A.; Monsalve-Serrano, J.; Sari, R. L. & Martínez-Boggio, S. Thermal runaway evaluation and thermal performance enhancement of a lithium-ion battery coupling cooling system and battery sub-models. Applied Thermal Engineering, 2022, 202, 117884.

Notícies destacades


Referent en la universitat espanyola Referent en la universitat espanyola
El programa Generació Espontánia de la UPV celebra el seu primer congres al campus de Vera
Dos premis Nobel a la UPV Dos premis Nobel a la UPV
Roger Kornberg y Ben Feringa han visitat el campus de Vera
Rànquing 'El Mundo' Rànquing 'El Mundo'
La UPV, millor universitat d'Espanya per a estudiar Biotecnologia, Belles Arts, i Ciència i Tecnologia dels Aliments
Technovation Girls CV Technovation Girls CV
La UPV ha acollit la final de la competició, en la qual xiquetes i joves d'entre 8 i 18 anys desenvolupen les seues pròpies aplicacions
Matriculem-nos en valencià Matriculem-nos en valencià
La UPV promou la campanya que incideix en l'objectiu de triar el valencià com a llengua de la docència
Normativa de Progrés i Permanència Normativa de Progrés i Permanència
La UPV aprova flexibilitzar les condicions de progrés del seu alumnat. Només serà necessari aprovar 12 crèdits en el primer any d'universitat

EMAS upv