Explicado: Por que os EVs indianos estão pegando fogo?
Publicados: 2022-04-24Ultimamente, o espaço de veículos elétricos indianos (EV) tem sido alvo de notícias de veículos de duas rodas explodindo em chamas
A fabricação de células na Índia precisa acontecer como um exercício bem pensado depois de entender completamente o processo envolvido, incluindo suas limitações.
Na era da disseminação da mídia viral na Internet, mal-entendidos podem afetar negativamente o futuro dos VEs. Para evitar tais incidentes no futuro, devemos indigenizar nossos padrões e valores para estradas indianas
Ultimamente, o espaço indiano de veículos elétricos (EV) tem sido alvo de notícias sobre uma série de acidentes de incêndio em diferentes partes da Índia . Tais incidentes são uma grande causa de preocupação para as partes interessadas no setor de EV e seus clientes.
Alguns atribuíram esses incêndios a uma combinação do aumento das temperaturas em nossas cidades e ao mau sistema de gerenciamento térmico da bateria do EV. Com muitos equívocos sobre verões indianos e má gestão térmica, seria errado atribuí-los aos focos de incêndios de veículos elétricos.
O caso das baterias de lítio
Em vez disso, devemos preferir olhar mais de perto como uma bateria de íons de lítio (Li-ion) é embalada e projetada. Um EV composto por células de íons de lítio requer algumas centenas de graus Celsius antes de sofrer um 'incidente de fuga térmica' que causa incêndios de EV. Condições climáticas extremamente quentes e sistemas de gerenciamento térmico inadequados da bateria podem afetar negativamente o desempenho e reduzir a vida útil, mas não causam incêndios.
Vários fabricantes de baterias de íons de lítio garantem que elas desligam automaticamente em torno de 45-55 graus Celsius. Se esses recursos de segurança não estiverem embutidos no veículo, o calor gerado pelas baterias pode causar um pico de algumas centenas de graus Celsius.
Esses incêndios são um caso de lapso de controle de qualidade, talvez algo não levado em consideração na fase de projeto. Pode ser que os padrões climáticos para diferentes geografias de destino não tenham sido considerados ou o processo de montagem do pacote não tenha sido o mais robusto ou tenha sido simplesmente limitado a testes que não expuseram as fendas na armadura.
Seleção de células, qualidade e design de bateria
Ao longo do ano passado, houve uma demanda crescente e vendas subsequentes de EVs, especialmente de 2 rodas. Também vimos uma luta para proteger as cadeias de suprimentos de células de bateria, devido ao boom da demanda global. É por isso que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) estão procurando alternativas para proteger seus cronogramas de produção. Embora a maioria das células ofereça saída semelhante para uma determinada faixa de especificação, o controle de qualidade pode ser uma grande variável.
A seleção de células é um fator importante em todo o desenvolvimento do design da bateria, e as variações nas células podem se traduzir em variações maiores na saída da bateria. Assim, quando olhamos para várias cadeias de suprimentos de células, cada uma precisa ser examinada. A verificação de uma marca e modelo de célula requer testes exaustivos para garantir desempenho e segurança sob uma ampla gama de condições e, como tal, não é um processo que pode ser acelerado.
Recentemente, a maioria dos incêndios em baterias pode ser atribuída a curtos-circuitos que levam a uma corrente descontrolada. Nesta condição, as células se aquecem além de 100°C. A má qualidade da célula e o design de bateria de má qualidade causam curtos-circuitos. Além disso, a falta de um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) adequado faz com que as células não sejam gerenciadas adequadamente com as tecnologias de software e sensores corretas.
Esse aumento de temperatura afeta a vida útil e o desempenho da bateria, mas não causa incêndio no VE. Para pegar fogo, uma bateria de íons de lítio precisa ser aquecida a algumas centenas de graus Celsius. O que não é possível através do calor ambiente ou do calor gerado por uma bateria operacional. Tem que haver um curto-circuito para a célula da bateria atingir esse tipo de temperatura.
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Muitos EVs que pegaram fogo estavam usando uma química de bateria mais sensível à temperatura chamada NMC. As baterias NMC oferecem uma combinação de níquel, manganês e cobalto. Para usar uma bateria mais sensível à temperatura, no nível da bateria, não foram tomadas medidas de design para garantir que ela seja resfriada termicamente adequadamente.
Também se poderia argumentar que faltavam materiais supressores de incêndio nesses veículos devido aos custos adicionais, requisitos de volume e peso no veículo. Muitos OEMs cortam custos apenas para reduzir custos e garantir maior alcance da bateria e, em seguida, lançam esses produtos sem todas as opções de design corretas.
Aumento de escala rápido e controle de qualidade insuficiente
Houve uma rápida expansão no espaço de montagem de EV e bateria no ano passado. Isso levou a um aumento nos pedidos de fabricação, mas a fabricação é uma atividade que requer capacidade. O aumento da capacidade requer tempo. Há também desafios de controle de qualidade que podem surgir quando a escala de fabricação é aumentada, o que também precisa de mais tempo para resolver.
Não é um processo que possa ser apressado, e certamente não tão rápido quanto aconteceu no último ano. Se não for feito corretamente, o aumento de escala da fabricação pode ser caótico e pode levar a pesadelos de controle de qualidade. Tanto o EV, a montagem da bateria quanto o ecossistema do fornecedor de suporte são bastante novos na Índia e levará algum tempo para estabelecer normas de controle de qualidade .
Sob a política FAME India (Faster Adoption and Manufacturing of Electric and Hybrid Vehicles in India), os OEMs estão sendo essencialmente incentivados a fornecer baterias de maior capacidade sem alterar os designs dos veículos. Tentar encher uma capacidade maior no mesmo volume pressiona os projetistas de embalagens a comprometerem os aspectos de segurança da engenharia de embalagens. O aumento no número absoluto de veículos vendidos antes que o controle de qualidade pudesse ser estabilizado é a principal razão para esses incêndios.
O caminho a seguir
Em primeiro lugar, o controle de qualidade para montagem de baterias e fabricação de componentes localizados precisa ser aperfeiçoado. Precisamos de cadeias de suprimentos locais seguras para células, feitas com as condições indianas em mente.
A Índia ainda não participou do processo de fabricação de baterias de íons de lítio ou células LiBs. Com o esquema de incentivo vinculado à produção (PLI) , o país está a caminho de um aumento massivo de VE. A fabricação de células na Índia precisa acontecer como um exercício bem pensado depois de entender completamente o processo envolvido, incluindo suas limitações. É preciso entender que o processo de fabricação de células LIB convencional é extremamente sensível ao controle de qualidade. Mesmo o menor dos deslizes causa preocupações de segurança.
O projeto da célula LIB e o processo de fabricação precisam ser retrabalhados para os requisitos indianos. Precisamos de um sensor de sistema de medição de temperatura adequado embutido. Quando a célula da bateria está acima de uma determinada temperatura, o sistema desliga a energia, imobiliza o veículo e envia uma mensagem ao usuário que ele precisa levar esse veículo para reparo.
Chegando ao outro lado da equação - a situação de carregamento. Com muitas pessoas usando carregadores inteligentes para carregar seus VEs, a indústria pode aproveitar essa tecnologia para obter dados sobre a temperatura ou a integridade da bateria. Medidas à prova de falhas, como o carregador comunicando ao motorista que a temperatura da bateria está muito alta e não pode ser carregada, precisam ser discutidas.
Com as regulamentações em constante evolução no setor de veículos elétricos, pode ser difícil acompanhar tudo isso. Mas a indústria deve fazer um esforço consciente para ficar à frente disso. Todos os players de EV devem apresentar certificação de resistência à temperatura e fornecê-la aos clientes quando comprarem um novo veículo. Devemos construir vários laboratórios de terceiros na Índia que possam testar essas baterias em diferentes temperaturas e condições operacionais e fornecer aos OEMs um certificado de temperatura.
Resumindo
Na era da disseminação da mídia viral na Internet, mal-entendidos podem afetar negativamente o futuro dos EVs. Para evitar tais incidentes no futuro, devemos indigenizar nossos padrões e valores para as estradas indianas. Os players do setor devem receber uma ligação para obter uma certificação de terceiros, mesmo que o regulador não a exija.
Esses tipos de contratempos e contratempos fazem parte do processo, especialmente quando fazemos a transição para as tecnologias modernas. Eventualmente, podemos esperar que melhores soluções e sistemas de segurança sejam incorporados aos veículos elétricos.