Иновативен корпус за батерии от дърво надмина Tesla в тестове за безопасност

Изследователи от Техническия университет в Грац (TU Graz) създадоха иновативен защитен корпус за батерии на електромобили. Изненадващо, екологичният дизайн, базиран на дърво, се представя по-добре от стандартен корпус на Tesla в тестовете за пожарна безопасност.

Проектът, наречен Bio!Lib, е дело на екип от Института за безопасност на превозните средства към TU Graz и представлява значителен напредък в устойчивото автомобилостроене. Новият корпус за батерии е изработен от дърво, тънка листова стомана и корк, които имат много по-нисък екологичен отпечатък от традиционно използвания алуминий.

Корпусите на батериите са критично важни компоненти за безопасността. Те трябва да предпазват батерията от деформация при сблъсък и да издържат на високи температури в случай на пожар. Досега стандартното решение бяха алуминиевите профили, чието производство обаче е изключително енергоемко.

Новият корпус Bio!Lib елиминира напълно алуминия, заменяйки го с тънка стоманена обвивка и дървен пълнеж. В симулации на сблъсък дизайнът показва резултати, сравними с тези на алуминиевия корпус на Tesla Model S. Това важи особено при предизвикателния тест за страничен удар в стълб.

Изборът на дърво е неочакван заради специфичните рискове от пожар при батериите на електромобили, които могат да достигнат изключително високи температури и да предизвикат неконтролируемо топлинно разпространение. Дървесината, асоциирана с лесна запалимост, на пръв поглед изглежда неподходящ материал за такова приложение.

Овъгленият корк осигурява защита

Екипът на Bio!Lib обаче използва целенасочено клетъчната структура на дървото, чиито клетки се свиват под напрежение и поглъщат енергията от удара. За огнеустойчивостта допринася коркът. Флориан Файст от екипа обясни, че при излагане на екстремно високи температури коркът се овъглява. Този процес драстично намалява и без това ниската му топлопроводимост, като по този начин защитава компонентите зад него.

Ефектът надхвърля защитните възможности на стандартните материали. При тест с пламък, достигащ температури над 1300 градуса по Целзий, капакът с коркова изолация се представя по-добре от този на Tesla. Измерената температура от страната, която не е изложена на огън, е била с близо 100 градуса по-ниска.

Положителен екологичен баланс

Анализ, направен съвместно с центъра „Вегенер“ към Университета в Грац, показва, че корпусът Bio!Lib превъзхожда стандартните алуминиеви решения в почти всички екологични аспекти. Това включва потребление на първична енергия, консумация на вода и емисии на замърсители. Единственият показател, при който дървесината отстъпва, е свързан с използването на земя.

В следващ етап от проекта изследователите ще проучат възможността за използване на по-нискокачествена дървесина, например от прореждане на гори или рециклиране. Екипът ще работи и за оптимизиране на повторната употреба на корка и възможността за рециклиране на целия корпус.

Макар използването на дърво и корк в корпус за батерии да изглежда нелогично заради тяхната запалимост, проектът доказва обратното. Чрез интелигентен подбор на материали и иновативен дизайн, изследователите показват, че такъв корпус може да бъде не само по-екологичен, но и по-безопасен от стандартните решения. Това откритие има потенциала да се превърне във важна стъпка за развитието на устойчивия електрически транспорт.