Eurecat dissenya bateries elèctriques d'automòbils modulars per donar-los una segona vida

El centre tecnològic Eurecat, amb seu a Cerdanyola, coordina el projecte europeu Marbel, que ha desenvolupat un nou concepte de bateries per a vehicles elèctrics, que aposta pels principis de modularitat i potencial de reciclabilitat a gran escala, amb la finalitat de reduir l'impacte ambiental i fomentar l'economia circular en la indústria automobilística.

L'ecodisseny dels prototips s'ha centrat en la facilitat d'acoblament i desacoblament dels components de les bateries, amb l'objectiu de repercutir de manera directa en l'eficiència de la seva reparació, reutilització en altres aplicacions i reciclatge. Des d’Eurect indiquen que, per a això, el projecte ha incorporat fins a un 60 per cent d'alumini reciclat postconsum, que suposa un estalvi de fins a 777 kg de CO₂ equivalents per caixa de bateria, i ha prioritzat la modularitat per allargar la vida útil de la bateria i dels seus components, reduint així els residus i el seu impacte en el medi ambient.

A més, s'han inclòs innovacions que faciliten la càrrega ultraràpida, mitjançant la implementació d'un disseny de sistema de refrigeració que garanteix una extracció de calor uniforme de les cel·les i barres col·lectores (busbars), combinat amb algorismes d'optimització per al procés de càrrega. S'ha incorporat també una caixa de connexions (Junction Box) que permet commutar l'arquitectura de la bateria de 400 a 800V i viceversa segons necessitat sent aplicable en bateries de diferent grandària.

Eduard Piqueras, coordinador del projecte Marbel i de Programes Europeus a Eurecat, manifesta que l'enfocament de circularitat “crea un camí cap a una tecnologia de vehicles elèctrics més sostenible, mentre que amb l'optimització del rendiment de la bateria resolem els principals punts crítics per a l'acceptació i adopció del cotxe elèctric, com la limitada autonomia del vehicle i el temps de càrrega, permetent viatjar distàncies més llargues

Segona vida a les bateries

Els responsables del centre tecnològic cerdanyolenc apunten que un dels elements clau que ha abordat el projecte és la segona vida de les bateries, cosa que permet la reutilització i recondicionament dels seus components per a aplicacions energètiques més enllà de l'automoció.

La investigadora de la Unitat de Residus, Energia i Impacte Ambiental d’Eurecat, Violeta Vargas, indica que, en incorporar principis d'ecodisseny com la modularitat, la segona vida i els materials amb alt contingut de reciclatge i alt potencial de reciclabilitat, Marbel “estén la vida útil de les bateries i els fluxos de materials, la qual cosa permet reduir les deixalles alhora que manté el valor dels materials, avançant tant en sostenibilitat com en viabilitat econòmica”.

Marbel també ha integrat estratègies avançades de recuperació de materials per recuperar grafit, liti, níquel, manganès i cobalt d'alta puresa de les cel·les al final de la seva vida útil, complint amb el Reglament Europeu sobre “Normes de Sostenibilitat per a Bateries i Residus de Bateries”.

Arquitectura intel·ligent

Els prototips disposen d'una arquitectura intel·ligent que combina connexions d'alimentació mitjançant barres conductores (busbars) que poden acoblar-se i desacoblar-se fàcilment usant components de subjecció caragolades estàndard, i de les quals s'han optimitzat els seus formats flexibles, fet que agrega senzillesa durant les operacions d'acoblament i els permet resistir les vibracions a les quals podria estar sotmès el paquet de bateries en el vehicle.

A més, el Sistema de Gestió de la Bateria (BMS) incorpora comunicacions sense fils i monitoratge intel·ligent d'energia en temps real, el que permet reduir significativament el pes, el cost i la complexitat de disseny. En concret, s'ha dissenyat un dispositiu electrònic intel·ligent (iSCM, Smart Cell Manager) que s'integra en cada cel·la de la bateria, permetent el monitoratge local de cada cel·la i la comunicació directa amb el BMS a través de tecnologia sense fil Bluetooth.

D'aquesta manera, per exemple, el cablejat d'un paquet de bateries de 16 cel·les es redueix de més de 20 metres a tot just 80 centímetres, el que redueix els costos de material, el pes i la complexitat d'acoblament.