Važnost sigurnosti baterija u električnim vozilima

Unatoč strahovima od usporavanja, predviđa se da će globalno tržište električnih vozila (EV) nastaviti rasti. Sigurnost i performanse EV baterija su ključne za njihov rast i njihovu sposobnost da doprinesu klimatskim ciljevima.

Malo je industrija u sektoru čiste energije koje su tako dinamične kao što je industrija električnih vozila. Prema Euromonitor International-u, predviđa se da će 25% svih registracija novih putničkih automobila biti električni u 2024. godini, što će premašiti 17 miliona jedinica u prodaji širom svijeta. Ovo je više u odnosu na procjene Međunarodne agencije za energiju (IEA) od 14 miliona prodatih u 2023. i više od 10 miliona u 2022. godini.

Štaviše, očekuje se da će ukupna flota električnih vozila (isključujući dva/tri{0}}točkaša) porasti sa skoro 30 miliona u 2022. na oko 240 miliona u 2030. godini.

Ovo je dobra vijest za planet jer će povećanje upotrebe električnih vozila pomoći u smanjenju emisija iz cestovnog transporta, sektora koji, prema IEA-i, čini više od 15% emisija{1}}energija širom svijeta.

Snaga baterije

Da bi došlo do većeg prihvatanja električnih vozila, njihova sigurnost, performanse i pristupačnost moraju biti osigurani, za šta baterije igraju osnovnu ulogu.

IEC objavljuje širok spektar međunarodnih standarda za podršku EV tehnologijama kako bi se osiguralo da rade i bezbedno se povezuju na električnu mrežu. U kombinaciji sa IEC sistemima za ocjenu usklađenosti, oni doprinose osiguravanju interoperabilnosti i sigurnog funkcionisanja svih komponenti, uključujući baterije.

Ogromna većina električnih vozila se napajaju litijum{0}}jonskim baterijama, koje su evoluirale da pohranjuju sve veće količine energije za nižu cijenu. Ipak, postoji niz dobro- poznatih nedostataka, naime da njihove performanse vremenom opadaju, a kada više ne budu upotrebljive, recikliranje je složeno. Štaviše, postoji zabrinutost oko uticaja eksploatacije kritičnih minerala potrebnih za proizvodnju novih baterija na životnu sredinu, kao što su litijum, kobalt i nikl.

IEC TC 21 objavljuje međunarodne standarde za litijum{1}}ionske ćelije uključujući IEC 62660 seriju o sekundarnim litijum{3}}onskim ćelijama za pogon električnih vozila. Serija od tri-dijela pokriva testiranje performansi, testove pouzdanosti i sigurnosne zahtjeve.

Sigurnost na prvom mjestu

Pascal Mast, direktor održivih tehnologija u TÜV SÜD, međunarodnom dobavljaču usluga testiranja, inspekcije, revizije i sertifikacije, rekao je da EV baterije prolaze stroga testiranja kako bi se osigurala njihova sigurnost i performanse prije nego što budu puštene na tržište, pri čemu je sistem upravljanja baterijama (BMS) ključni fokus.

"BMS je poput kompjutera baterije, provjerava sve potrebne parametre baterije svake ćelije, odnosno modula ćelije, i navodi kako baterija može optimalno raditi. Sadrži i mnoštvo podataka koji se mogu pregledati i analizirati kako bi se provjerilo ne samo da li su sigurnosni mehanizmi na mjestu, već i da baterija nije manipulirana i da li ispunjava sve navedene tehničke specifikacije", navodi on.

Zašto je punjenje važno

Električna vozila koriste energiju koju osigurava električna mreža za punjenje baterija. Većina ove potražnje se zadovoljava kućnim punjenjem, koje je općenito sporo. Međutim, sve je veća potražnja za javno dostupnim punjačima, a posebno za brzim punjačima duž autoputeva i autoputeva. Veći pristup njima može riješiti probleme oko dometa ili udaljenosti koju EV može prijeći, što i dalje predstavlja prepreku širem usvajanju EV.

Prema IEA-i, na kraju 2022. bilo je 2,7 miliona javnih punjača dostupnih širom svijeta, od kojih je više od 900 000 instalirano 2022. godine.

Kako se baterija puni, važno je ne samo zbog praktičnosti, već i zbog performansi i izdržljivosti same baterije, rekao je Mast. "Da bi se optimizirao životni vijek i sigurnost baterije, najbolja je kombinacija brzog i sporog punjenja", dodao je.

"Punjenje baterije prestaje kada je prva ćelija puna, tako da se baterija ne pregrije. Punjenje što je sporije moguće, omogućava vrijeme za uravnoteženo punjenje u svim ćelijama, tako da se svaka ćelija napuni do svog kapaciteta", objasnio je.

Dajte baterijama drugi život

Međutim, EV baterije ne traju vječno i većina garancija im daje životni vijek od oko 8-10 godina, što njihov utjecaj na okoliš u smislu e-otpada i recikliranja predstavlja stvarnu zabrinutost.

Da bi se ovo riješilo, sve je veći trend da im se da „drugi život“ korištenjem u stacionarnom skladištu, gdje su zahtjevi za performansama niži i postoji manje sigurnosnih rizika. Prema nekim procjenama, kapacitet za ponovno{1}}upotrebu baterija u sistemima za skladištenje će dostići preko 950 gigavat sati do 2030. godine.

IEC TC 120 je postavljen posebno za objavljivanje standarda u oblasti sistema integrisanog skladištenja električne energije u mrežu (EES) kako bi se podržali zahtjevi mreže. EES sistem je integrisani sistem sa komponentama, koje mogu biti baterije koje su već standardizovane. TC radi na novom standardu, IEC 62933-5‑4, koji će specificirati metode ispitivanja sigurnosti i procedure za sisteme za pohranu energije zasnovane na litijum{6}}jonskim baterijama.

Ove baterije "drugog{0}}života" mogu se koristiti u različitim kontekstima, od domaćinstava do rezervnih-izvora energije u područjima gdje je opskrba električnom energijom manje pouzdana. Primjer za to je prvi projekat IEC Global Impact Funda,Kataliziranje inovacija za kružne modele u Africi – pretvaranje e-otpada baterija u e-resurse, koji će podržati projekat u Keniji koji vodi MSP{0}} za promoviranje održivog upravljanja otpadom baterija e-.

Kao dio projekta, Differ Community Power (DCP), međunarodni pružatelj usluga solarne energije zajednicama, utvrdit će izvodljivost korištenja litijumskih baterija drugog vijeka trajanja za rehabilitaciju solarnih PV instalacija na kritičnim lokacijama kao što su škole, domovi zdravlja i bolnice.

Ocjena usklađenosti je ključna

Sigurnost i performanse baterija ostaju glavna briga bez obzira na njihovu upotrebu. Ocjenjivanje usklađenosti, kao što su testiranje i certifikacija, igra važnu ulogu.

IECEE (IEC sistem šema za ocjenu usaglašenosti za elektrotehničku opremu i komponente) nudi širok portfelj usluga sertifikacije koji uključuje sigurnost baterija, performanse baterija, sigurnost baterija kada se instaliraju u krajnjim proizvodima, energetsku efikasnost, EMC i opasne supstance.

Takođe ima poseban program za električna vozila preko svojih registrovanih laboratorija za testiranje sertifikacionih tela (CBTL) i nacionalnih sertifikacionih tela (NCB) koja mogu da testiraju i sertifikuju sisteme punjenja i utikače u skladu sa IEC standardima.