EV dispara em ascensão: a Índia precisa de uma política de segurança de bateria rigorosa
Publicados: 2022-06-19A eletrificação de veículos demonstrou reduzir as emissões de gases de efeito estufa, além de operar com mais eficiência do que os veículos convencionais com motor de combustão interna (ICE)
Mesmo os veículos ICE mais avançados têm uma eficiência inferior a 50%, enquanto um EV tem uma eficiência muito maior, em torno de 90%
Embora não seja obrigatório que os fabricantes de EV adotem esses padrões, apenas a implementação mais rigorosa das políticas e padrões de segurança da bateria reduzirá o aumento dos incidentes de incêndio de EV
A cada ano que passa, a demanda global por veículos elétricos (EVs) continua a crescer. Isso se deve em grande parte à qualidade do ar e às regulamentações ambientais, bem como à crescente demanda do consumidor e soluções de energia mais baratas. Além disso, avanços significativos nas tecnologias de baterias EV e de íons de lítio podem ser atribuídos à sua crescente popularidade.
A eletrificação de veículos demonstrou reduzir as emissões de gases de efeito estufa e, ao mesmo tempo, operar com mais eficiência do que os veículos convencionais com motor de combustão interna (ICE). O principal problema está nos powertrains convencionais e no ICE como fonte de energia. Mesmo os veículos ICE mais avançados têm uma eficiência inferior a 50%, enquanto um EV tem uma eficiência muito maior, em torno de 85%.
No entanto, à medida que mais VEs se tornam operacionais em todo o mundo, o risco de incidentes de incêndio provavelmente aumentará. Isso pode danificar a bateria de íons de lítio, representando um risco para a indústria e para os envolvidos nas operações pós-acidente.
Existem vários tipos de baterias de íons de lítio, cada uma com seu próprio fator de forma, química da célula e integração em EVs. Existem baterias de íon-lítio, por exemplo, com mecanismo intercambiável, e algumas que operam com base em carga e acionamento. Para usar baterias de íon de lítio com segurança, é extremamente essencial manter as células dentro de uma faixa de tensão e temperatura definida. Esses limites podem ser excedidos como resultado de uma colisão acidental ou uma falha em um veículo ou em uma bateria.
Uma série de incêndios em veículos elétricos de duas rodas nos últimos meses levantou preocupações sobre a regulamentação e os padrões de segurança desse segmento em rápido crescimento da indústria automobilística. Dados os recentes incêndios em veículos elétricos de duas rodas, espera-se que o governo indiano emita padrões de bateria para veículos elétricos em breve. A política detalhada abordará testes de desempenho e padrões de fabricação, juntamente com a resistência ao calor dessas baterias.
Enquanto isso, o governo encarregou autoridades responsáveis , como o Centro de Segurança contra Incêndios, Explosivos e Meio Ambiente (CFEES), um laboratório da Organização de Pesquisa e Desenvolvimento de Defesa (DRDO), de investigar os incidentes de incêndio associados a esses VEs.
As baterias são o componente mais caro, maior e mais importante de um VE. O clima indiano e as condições das estradas são difíceis, por isso é fundamental cuidar da bateria e de suas necessidades de carregamento. Falhas de fabricação, como imperfeições e/ou contaminantes no processo de montagem, também podem causar fuga térmica. A fuga térmica ocorre quando uma célula de bateria entra em curto-circuito e começa a superaquecer.
Além disso, a seleção de células de alta qualidade e o projeto de uma bateria com os melhores sistemas de gerenciamento térmico e um sistema inteligente de gerenciamento de bateria (BMS) também desempenham um papel muito importante na melhoria dos parâmetros de segurança da bateria.
Regulamentos de segurança da bateria atualmente em vigor
Os recentes incidentes de incêndio relacionados a veículos elétricos levantaram preocupações sobre vários aspectos do processo de fabricação de veículos elétricos de duas rodas do país. Quer a bateria seja fabricada localmente, montada ou importada, todas as unidades estão sujeitas aos Padrões da Indústria Automotiva (AIS) da Índia, conforme definido pela Associação de Pesquisa Automotiva da Índia (ARAI). Abaixo estão alguns padrões regulatórios aplicáveis à segurança da bateria sob AIS que são atualmente seguidos na Índia:
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- AIS 038 REV 1 (2015): Segurança do Veículo
Esta norma especifica a segurança funcional de veículos elétricos de transmissão. Os testes incluem proteção contra choque elétrico, contato direto/indireto, efeitos da água, entre outros.
- AIS 048 (2009): Segurança da Bateria
Esta norma cobre os requisitos de segurança da bateria. Ele aborda principalmente dois tipos de testes, conforme mencionado abaixo:
- Teste de Abuso Elétrico (realizado no nível da célula): Testes de curto-circuito e sobrecarga
- Teste de abuso mecânico (conduzido no nível do módulo ou pacote): testes de vibração, choque mecânico e capotamento
Um teste de penetração de pregos também é realizado no nível da célula sob AIS 048.
De acordo com as diretrizes recentes do Ministério de Transportes Rodoviários e Rodovias (MoRTH), este padrão (AIS 048) será extinto a partir de dezembro de 2022. Conforme anunciado pelo Ministério de Transportes Rodoviários e Rodovias (MoRTH) em 27 de dezembro de 2021, AIS 156 e as normas AIS 038 Rev 2 se tornarão obrigatórias a partir de 27 de dezembro de 2022.
- AIS 038 Rev 2 (2020): Segurança de baterias e veículos (para carros elétricos, ônibus e caminhões)
Esta norma aborda uma abordagem de segurança em nível de sistema, na qual a bateria e o veículo são tratados como uma única unidade. O AIS 038 Rev 2 é desenvolvido de acordo com GTR 20 Fase 1 (UNR100 Rev3).
- AIS 156 (2020): Segurança da bateria e do veículo (para 2 rodas elétricas, 3 rodas e bicicletas elétricas)
Esta norma aborda uma abordagem de segurança em nível de sistema, na qual a bateria e o veículo são tratados como uma única unidade. O AIS 156 é preparado de acordo com o UN R136.
Esses testes são suficientes?
Assim como o padrão R136 certificado pela ONU adotado internacionalmente, o padrão AIS-156 também enfatiza fortemente os testes, as medidas de proteção contra choques e o desempenho de uma bateria típica quando está sobrecarregada e descarregada.
Eles parecem ser muito abrangentes em termos de padrões. No entanto, eles testam apenas uma bateria. Além disso, os testes não levam em consideração o desempenho de uma bateria e seus sistemas de gerenciamento ao longo do tempo. Para isso, os OEMs (Original Equipment Manufacturers) devem estabelecer um sistema que exceda o rigor e o rigor desses testes em todos os sentidos e para todas as baterias fabricadas.
O Bureau of Indian Standards (BIS) estabeleceu parâmetros padronizados para o desempenho de baterias de íons de lítio usadas em EVs. Dois padrões adicionais de segurança de bateria também estão em desenvolvimento.
Este novo padrão BIS é conhecido como IS 17855:2022 e foi desenvolvido de acordo com a International Organization for Standardization (ISO) 12404-4:2018. Eles foram desenvolvidos com cenários de EV da vida real em mente, como um veículo estacionado, um sistema de bateria sendo enviado, operação da bateria em baixas e altas temperaturas e assim por diante.
Embora não seja obrigatório que os fabricantes de veículos elétricos adotem esses padrões, acreditamos que apenas uma implementação mais rigorosa de políticas e padrões de segurança de baterias mais recentes reduzirá os incidentes crescentes de incêndio em veículos elétricos e, eventualmente, ajudará o mercado de veículos elétricos a crescer.