Explicado: ¿Por qué los vehículos eléctricos indios se están incendiando?
Publicado: 2022-04-24Últimamente, el espacio indio de vehículos eléctricos (EV) ha estado lleno de noticias de vehículos de dos ruedas que estallaron en llamas.
La fabricación de células en India debe realizarse como un ejercicio bien pensado después de comprender completamente el proceso involucrado, incluidas sus limitaciones.
En la era de la propagación viral de los medios de Internet, los malentendidos pueden afectar negativamente el futuro de los vehículos eléctricos. Para evitar este tipo de incidentes en el futuro, debemos indigenizar nuestros estándares y valores para las carreteras indias.
Últimamente, el espacio indio de vehículos eléctricos (EV) ha estado lleno de noticias sobre una serie de accidentes de incendios en diferentes partes de la India . Dichos incidentes son una causa importante de preocupación para las partes interesadas en la industria de vehículos eléctricos y sus clientes.
Algunos han atribuido estos incendios a una combinación del aumento de las temperaturas en nuestras ciudades y al deficiente sistema de gestión térmica de la batería de los vehículos eléctricos. Con muchos conceptos erróneos sobre los veranos indios y la mala gestión térmica, sería un error atribuirlos a los brotes de incendios de vehículos eléctricos.
El caso de las baterías de litio
En cambio, deberíamos preferir mirar más de cerca cómo se empaqueta y diseña una batería de iones de litio (Li-ion). Un EV que consta de celdas de iones de litio requiere unos pocos cientos de grados centígrados antes de sufrir un "incidente de fuga térmica" que provoca incendios de EV. Las condiciones climáticas de calor extremo y los sistemas de gestión térmica inadecuados de la batería pueden afectar negativamente el rendimiento y acortar la vida útil, pero no provocan incendios.
Varios fabricantes de baterías de iones de litio aseguran que se apagan automáticamente alrededor de los 45-55 grados centígrados. Si estas características de seguridad no están integradas en el vehículo, el calor generado por las baterías puede causar un pico de unos pocos cientos de grados centígrados.
Estos incendios son un caso de falla en el control de calidad, quizás algo que no se tuvo en cuenta en la etapa de diseño. Podría ser que no se consideraran los patrones climáticos para las diferentes geografías de destino o que el proceso de ensamblaje del paquete no fuera el más sólido o simplemente se limitara a pruebas que no expusieran las grietas en la armadura.
Selección de celdas, calidad y diseño de baterías
Durante el año pasado, ha habido un auge de la demanda y las subsiguientes ventas de vehículos eléctricos, especialmente vehículos de dos ruedas. También hemos visto una lucha por asegurar las cadenas de suministro de celdas de batería dado el auge de la demanda mundial. Es por eso que los fabricantes de equipos originales (OEM) buscan alternativas para salvaguardar sus programas de producción. Si bien la mayoría de las celdas ofrecen resultados similares para una banda de especificación dada, el control de calidad puede ser una gran variable.
La selección de celdas es un factor importante en todo el desarrollo del diseño del paquete de baterías, y las variaciones en las celdas pueden traducirse en variaciones mayores en la producción del paquete. Por lo tanto, cuando observamos múltiples cadenas de suministro de células, cada una debe ser examinada. Verificar la marca y el modelo de una celda requiere pruebas exhaustivas para garantizar el rendimiento y la seguridad en una amplia gama de condiciones y, como tal, no es un proceso que se pueda acelerar.
Recientemente, la mayoría de los incendios de baterías se pueden atribuir a cortocircuitos que provocan una corriente descontrolada. En esta condición, las células se calientan por encima de los 100°C. La mala calidad de las celdas y el diseño deficiente de la batería provocan cortocircuitos. Además, la falta de un sistema de administración de baterías (BMS) adecuado hace que las celdas no se administren correctamente con las tecnologías de detección y software adecuadas.
Este aumento de temperatura afecta la vida útil y el rendimiento de la batería, pero no provoca un incendio en el vehículo eléctrico. Para incendiarse, una batería de iones de litio debe calentarse a unos pocos cientos de grados centígrados. Lo cual no es posible a través del calor ambiental o el calor generado por una batería en funcionamiento. Tiene que haber un cortocircuito para que la celda de la batería alcance ese tipo de temperatura.
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Muchos vehículos eléctricos que se incendiaron usaban una química de batería más sensible a la temperatura llamada NMC. Las baterías NMC ofrecen una combinación de níquel, manganeso y cobalto. Para usar una masa más sensible a la temperatura, a nivel del paquete de baterías, no se tomaron medidas de diseño para garantizar que se enfríe térmicamente de manera adecuada.
También se podría argumentar que esos vehículos carecían de materiales extintores de incendios debido a los costos adicionales y los requisitos de volumen y peso en el vehículo. Muchos OEM toman atajos solo para reducir costos y garantizar una mayor autonomía de la batería y luego lanzan estos productos sin todas las opciones de diseño correctas.
Ampliación rápida y control de calidad insuficiente
Ha habido una rápida ampliación en el espacio de ensamblaje de baterías y vehículos eléctricos durante el año pasado. Esto ha llevado a un aumento de las solicitudes de fabricación, pero la fabricación es una actividad que requiere capacidad. La creación de capacidad requiere tiempo. También hay desafíos de control de calidad que pueden surgir cuando se aumenta la escala de fabricación, que también necesita tiempo adicional para resolverse.
No es un proceso que pueda acelerarse, y ciertamente no tan rápido como ha sucedido en el último año más o menos. Si no se hace correctamente, la ampliación de la fabricación puede ser caótica y provocar pesadillas en el control de calidad. Tanto el EV, el ensamblaje de la batería como el ecosistema de proveedores de apoyo son bastante nuevos en la India y llevará algún tiempo establecer normas de control de calidad .
Bajo la política FAME India (Adopción y fabricación más rápidas de vehículos eléctricos e híbridos en India), los OEM esencialmente están siendo incentivados para entregar paquetes de baterías de mayor capacidad sin cambiar los diseños de los vehículos. Intentar meter una mayor capacidad en el mismo volumen presiona a los diseñadores de envases a comprometer los aspectos de seguridad de la ingeniería del envase. El aumento en la cantidad de vehículos vendidos antes de que se pudiera estabilizar el control de calidad es la razón principal de estos incendios.
El camino a seguir
En primer lugar, es necesario perfeccionar el control de calidad para el ensamblaje de paquetes de baterías y la fabricación de componentes localizados. Necesitamos cadenas de suministro locales seguras para las células, que estén hechas teniendo en cuenta las condiciones de la India.
India aún no ha participado en el proceso de fabricación de baterías de iones de litio o celdas LiBs. Con el esquema de incentivos vinculados a la producción (PLI) , el país está en camino hacia una ampliación masiva de vehículos eléctricos. La fabricación de células en India debe realizarse como un ejercicio bien pensado después de comprender completamente el proceso involucrado, incluidas sus limitaciones. Es necesario entender que el proceso de fabricación de células LIB convencional es extremadamente sensible al control de calidad. Incluso los deslices más pequeños causan problemas de seguridad.
El diseño de la celda LIB y el proceso de fabricación deben modificarse para cumplir con los requisitos de la India. Necesitamos un sensor de sistema de medición de temperatura adecuado incorporado. Cuando la celda de la batería supera cierta temperatura, el sistema corta la alimentación, inmoviliza el vehículo y envía un mensaje al usuario de que debe llevar el vehículo a reparar.
Pasando al otro lado de la ecuación: la situación de carga. Con muchas personas que usan cargadores inteligentes para cargar sus vehículos eléctricos, la industria puede aprovechar esta tecnología para obtener datos sobre la temperatura o el estado de la batería. Las medidas a prueba de fallas, como el cargador que comunica al conductor que la temperatura de la batería es demasiado alta y no se puede cargar, necesitan una lluvia de ideas.
Con las regulaciones en constante evolución en la industria de los vehículos eléctricos, puede ser difícil hacer un seguimiento de todo. Pero la industria debe hacer un esfuerzo consciente para mantenerse a la vanguardia. Todos los jugadores de EV deben presentar una certificación resistente a la temperatura y dársela a los clientes cuando compren un vehículo nuevo. Deberíamos construir varios laboratorios de terceros en la India que puedan probar estas baterías a diferentes temperaturas y condiciones de funcionamiento y proporcionar a los OEM un certificado de temperatura.
Resumiendo
En la era de la propagación viral de los medios de Internet, los malentendidos pueden afectar negativamente el futuro de los vehículos eléctricos. Para evitar este tipo de incidentes en el futuro, debemos indigenizar nuestros estándares y valores para las carreteras indias. Los actores de la industria deben recibir una llamada para obtener una certificación de terceros, incluso si el regulador no la requiere.
Este tipo de percances y contratiempos son parte del proceso, especialmente cuando hacemos la transición hacia tecnologías modernas. Eventualmente, podemos esperar mejores soluciones y sistemas de seguridad que se integren en los vehículos eléctricos.