Säkra och miljövänliga batteritester

Framväxten av den europeiska batteriindustrin går i rasande takt. Totalt planeras 50 fabriker i 16 länder. Den årliga produktionskapaciteten för battericeller beräknas till 2100 GWh år 2030, tillräckligt för motsvarande över 30 miljoner elbilar.

Många aktörer är inriktade på fordonsindustrin – inklusive nyttofordon inom sjöfart, tåg, flyg – men stort fokus finns även inom stationär energilagring och industriapplikationer inom till exempel skog eller gruva.

Gigantisk omställning

För RISE blir det nya säkerhetslabbet ett sätt att bidra med expertkompetens i värdekedjan för batterier. Elektrifieringen föder både nya batteriteknologier och nya tillverkare vid sidan av redan etablerade industriaktörer.

– Elektrifieringen är en gigantiskt stor omställning. Fordonsindustrin har under 100 år inte haft ett så här stort teknikskifte som i grunden ändrar konstruktionen på fordonet. Det gäller bilar, lastbilar, traktorer, gruvmaskiner, entreprenadmaskiner, jordbruksmaskiner, även stationära maskiner, säger Claes Winzell.

Säkerhetslabbet är en av tre anläggningar som ingår i RISE och Chalmers testbädd för att prova teknik och koncept kopplade till elektrifierade transporter. Labbet i Borås är inriktat på säkerhetstester i samband med upp- och urladdning, vibrationer, mekanisk chock, temperaturrusningar och brandrisker.

Max Rosengren, projektledare på RISE inom säkerhet och transport, är idégivaren till labbet. Och bakom idén ligger batteriteknikens faktiska risker med övertryck genom att batterier hamnar i termisk rusning med okontrollerbar temperaturökning, gasläckage och brand som följd.

– Det är liknande risk som i ett bränslefordon. Men för att göra den här typen av provning behövs andra ytor och andra utrustningar som kan hantera den här typen av risker med brand och övertryck, säger Max Rosengren.

Världsunik anläggning

Rent konkret fylls labbets tre byggnader med många härliga saker för en testare: vibratorer, skakriggar, kammare och skåp i olika storlekar för att simulera värme och kyla, utrustning för köra battericykler, och så pärlan, en 130 kvadratmeter stor hall bakom halvmetertjocka betongväggar där så kallade förstörande tester kan utföras.

– Säkerhetslabbet är vår egen uppfinning. Till exempel kan ett batteri behöva skakas i en så kallad skakrigg. Då har man standarder för det och försöker efterlikna verkliga förhållanden. Om en biltillverkare ska göra samma sak med laddade batterier i en anläggning som inte är anpassad för säkerhetskritisk provning kan det gå riktigt illa om det börjar brinna, säger Claes Winzell.

– Labbet är förberett för att det kan gå åt helsike. Om det uppstår termisk rusning så är labbet konstruerat så att det inte förstörs någonting.

De båda RISE-experterna säger att det helt enkelt inte vore ekonomiskt försvarbart att bygga den här typen av resurser för ett enskilt bolag.

– I Sverige finns ingen motsvarande anläggning vad gäller prestanda, möjligen med undantag för militärindustrin, säger Max Rosengren.

– Vi kommer inte bara att ha kunder inom fordonsindustrin, det skulle kunna vara precis vad som helst och inte bara batterier. Om du vill chocka någonting med upp till 800 kilonewton, trycka till snabbt och väldigt kraftfullt så kan du köra det i den här anläggningen.

Tillförlitligt och miljövänligt

Att anläggningen ryms inom väggar och tak innebär även ett par konkurrensfördelar. Dels blir testerna mer tillförlitliga och lättare att upprepa med identiska förhållanden, dels kan giftiga rökgaser fångas upp och renas med vatten.

Alternativet hittills har varit att göra de här testerna utomhus. Låta rökgaser och släckvatten gå orenat rakt ut.

– Väldigt många länder i Europa tillåter provning utomhus. Här är tanken är att kunna göra det miljörätt, och även i en kontrollerad miljö med förutsättningar som är återkommande och repeterbara, avslutar Max Rosengren.