Incendios de vehículos eléctricos en aumento: India necesita una política estricta de seguridad de baterías
Publicado: 2022-06-19Se ha demostrado que la electrificación de vehículos reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y, al mismo tiempo, funciona de manera más eficiente que los vehículos convencionales con motor de combustión interna (ICE).
Incluso los vehículos ICE más avanzados tienen una eficiencia de menos del 50 %, mientras que un EV tiene una eficiencia mucho mayor, de alrededor del 90 %.
Si bien no es obligatorio que los fabricantes de vehículos eléctricos adopten estos estándares, solo una implementación más estricta de las políticas y estándares de seguridad de las baterías reducirá el aumento de los incidentes de incendios de vehículos eléctricos.
Con cada año que pasa, la demanda mundial de vehículos eléctricos (EV) continúa creciendo. Esto se debe en gran parte a la calidad del aire y las regulaciones ambientales, así como a la creciente demanda de los consumidores y soluciones energéticas más baratas. Además, los avances significativos en las tecnologías de baterías de iones de litio y EV se pueden atribuir a su creciente popularidad.
Se ha demostrado que la electrificación de vehículos reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y, al mismo tiempo, funciona de manera más eficiente que los vehículos convencionales con motor de combustión interna (ICE). El principal problema radica en los sistemas de propulsión convencionales y el ICE como fuente de energía. Incluso los vehículos ICE más avanzados tienen una eficiencia de menos del 50 %, mientras que un EV tiene una eficiencia mucho mayor, de alrededor del 85 %.
Sin embargo, a medida que más vehículos eléctricos entren en funcionamiento en todo el mundo, es probable que aumente el riesgo de incidentes de incendio. Esto puede dañar la batería de iones de litio, lo que representa un riesgo para la industria y los involucrados en las operaciones posteriores al accidente.
Hay varios tipos de baterías de iones de litio, cada una con su propio factor de forma, química de celda e integración en vehículos eléctricos. Hay baterías de iones de litio, por ejemplo, con un mecanismo intercambiable, y algunas que funcionan sobre la base de carga y manejo. Para usar las baterías de iones de litio de manera segura, es extremadamente esencial mantener las celdas dentro de un rango definido de voltaje y temperatura. Estos límites pueden excederse como resultado de un choque accidental o una falla dentro de un vehículo o un paquete de baterías.
Una serie de incendios en vehículos eléctricos de dos ruedas en los últimos meses ha suscitado preocupaciones sobre la regulación y los estándares de seguridad de este segmento de rápido crecimiento de la industria automotriz. Dados los recientes incendios en vehículos eléctricos de dos ruedas, se espera que el gobierno indio emita pronto estándares de baterías para vehículos eléctricos. La política detallada abordará las pruebas de rendimiento y los estándares de fabricación, junto con la resistencia al calor de estas baterías.
Mientras tanto, el gobierno ha encargado a las autoridades responsables , como el Centro de Seguridad contra Incendios, Explosivos y Medio Ambiente (CFEES), un laboratorio de la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa (DRDO), que investiguen los incidentes de incendio asociados con estos vehículos eléctricos.
Las baterías son el componente más caro, más grande y más importante de un EV. El clima indio y las condiciones de las carreteras son duras, por lo que es fundamental cuidar la batería y sus necesidades de carga. Los defectos de fabricación, como imperfecciones y/o contaminantes en el proceso de ensamblaje, también pueden causar fugas térmicas. La fuga térmica ocurre cuando una celda de la batería se cortocircuita y comienza a sobrecalentarse.
Aparte de esto, la selección de celdas de grado de alta calidad y el diseño de un paquete de baterías con los mejores sistemas de gestión térmica y un sistema inteligente de gestión de baterías (BMS) también juegan un papel muy importante en la mejora de los parámetros de seguridad de la batería.
Normas de seguridad de la batería actualmente en vigor
Los recientes incidentes de incendios relacionados con vehículos eléctricos han generado preocupaciones sobre varios aspectos del proceso de fabricación de vehículos eléctricos de dos ruedas del país. Ya sea que el paquete de baterías se fabrique localmente, se ensamble o se importe, todas las unidades están sujetas a los Estándares de la Industria Automotriz de la India (AIS) establecidos por la Asociación de Investigación Automotriz de la India (ARAI). A continuación se encuentran algunos estándares regulatorios aplicables para la seguridad de la batería bajo AIS que se siguen actualmente en la India:
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- AIS 038 REV 1 (2015): Seguridad de los vehículos
Esta norma especifica la seguridad funcional de los vehículos de propulsión eléctrica. Las pruebas incluyen protección contra descargas eléctricas, contacto directo/indirecto y efectos del agua, entre otros.
- AIS 048 (2009): Seguridad de la batería
Esta norma cubre los requisitos de seguridad de las baterías. Aborda principalmente dos tipos de pruebas, como se menciona a continuación:
- Prueba de abuso eléctrico (realizada a nivel de celda): Pruebas de cortocircuito y sobrecarga
- Prueba de abuso mecánico (realizada a nivel de módulo o paquete): pruebas de vibración, choque mecánico y vuelco
También se realiza una prueba de penetración de clavos a nivel de celda bajo AIS 048.
De acuerdo con las directrices recientes del Ministerio de Transporte por Carretera y Carreteras (MoRTH), este estándar (AIS 048) se eliminará gradualmente a partir de diciembre de 2022. Como anunció el Ministerio de Transporte por Carretera y Carreteras (MoRTH) el 27 de diciembre de 2021, AIS 156 y los estándares AIS 038 Rev 2 serán obligatorios a partir del 27 de diciembre de 2022.
- AIS 038 Rev 2 (2020): Seguridad de baterías y vehículos (para automóviles, autobuses y camiones eléctricos)
Este estándar aborda un enfoque de seguridad a nivel de sistema, en el que la batería y el vehículo se tratan como una sola unidad. AIS 038 Rev 2 se desarrolla de acuerdo con GTR 20 Fase 1 (UNR100 Rev3).
- AIS 156 (2020): Seguridad de vehículos y baterías (para vehículos eléctricos de 2 ruedas, 3 ruedas y bicicletas eléctricas)
Este estándar aborda un enfoque de seguridad a nivel de sistema, en el que la batería y el vehículo se tratan como una sola unidad. AIS 156 está preparado de acuerdo con UN R136.
¿Son suficientes estas pruebas?
Al igual que el estándar R136 certificado por la ONU adoptado internacionalmente, el estándar AIS-156 también pone un fuerte énfasis en las pruebas, las medidas de protección contra golpes y el rendimiento de una batería típica cuando está sobrecargada o descargada.
Parecen ser muy completos en términos de estándares. Sin embargo, solo prueban un paquete de baterías. Además, las pruebas no tienen en cuenta el rendimiento de una batería y sus sistemas de gestión a lo largo del tiempo. Para lograr esto, los OEM (fabricantes de equipos originales) deben establecer un sistema que exceda la rigurosidad y el rigor de estas pruebas en todos los sentidos y para todos los paquetes de baterías fabricados.
La Oficina de Normas de la India (BIS) ha establecido parámetros estandarizados para el rendimiento de las baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos eléctricos. También se están desarrollando dos estándares de seguridad de batería adicionales .
Este nuevo estándar BIS se conoce como IS 17855:2022 y se ha desarrollado de acuerdo con la Organización Internacional de Normalización (ISO) 12404-4:2018. Se desarrollaron teniendo en cuenta escenarios EV de la vida real, como un vehículo estacionado, un sistema de batería que se envía, el funcionamiento de la batería a bajas y altas temperaturas, etc.
Si bien no es obligatorio que los fabricantes de vehículos eléctricos adopten estos estándares, creemos que solo la implementación más estricta de políticas y estándares de seguridad de baterías más nuevos reducirá los crecientes incidentes de incendios de vehículos eléctricos y eventualmente ayudará al crecimiento del mercado de vehículos eléctricos.