Da uno schizzo a matita a pionieri della sicurezza: soluzioni EV su misura per un produttore di auto di lusso

Panoramica

Le case automobilistiche di tutto il mondo stanno investendo miliardi nelle tecnologie per i veicoli elettrici (EV). Consapevole dei rischi operativi delle batterie EV, un produttore di auto di lusso ci ha contattato per capire come spostarsi in modo sicuro nella direzione di questi veicoli, senza mettere a rischio il suo personale o i suoi beni e senza danneggiare la sua reputazione a livello mondiale.

Rischio di incendio in fabbrica

Le preoccupazioni principali del produttore riguardavano i rischi rappresentati dalle batterie agli ioni di litio, che alimentano i veicoli elettrici, durante il processo di produzione. La società stava producendo veicoli elettrici in una nuova sede e doveva essere in grado di garantire la sicurezza dei suoi beni e della fabbrica in generale, oltre a salvaguardare il personale in caso di incidente.

Gli incendi causati dagli ioni di litio mettono molto più a rischio un sito produttivo rispetto, per esempio, ai più comuni incendi di origine elettrica. Oltre a raggiungere temperature fino a 400°C (752°F), gli incendi dovuti alle batterie agli ioni di litio si auto-alimentano, il che significa che non hanno bisogno di ossigeno per bruciare. Questo rende molto più difficile spegnerli rispetto agli incendi comuni. Inoltre, significa che possono riaccendersi, a volte anche tre giorni dopo essere stati spenti.

Isolare queste batterie, se si sospetta un difetto di fabbricazione, e conservarle per lunghi periodi in modo sicuro in soluzioni di stoccaggio specifiche è una cosa, ma il produttore aveva bisogno di trasportarle quotidianamente da una parte all'altra della fabbrica, senza mettere a rischio la sicurezza del personale, delle strutture o la sua reputazione di eccellenza a livello globale.
Il produttore ha riconosciuto la necessità di un'unica soluzione che fosse in grado di soddisfare i requisiti richiesti, il che  significava trovare un fornitore che avesse una conoscenza approfondita nel campo degli ioni di litio e fosse orientato all'eccellenza come lui. Già acquirente delle nostre unità standard, il team del produttore ci ha contattato per discutere della possibilità di personalizzazione e di come potevamo aiutarlo.

Da uno schizzo a matita a pionieri della sicurezza

Durante la produzione, il produttore trasporta le batterie all'interno dello stabilimento usando veicoli a guida automatica (AGV). Dal design simile a quello di un pattino a rotelle robotico, questi AGV trasportano carrelli sul cui retro poggiano le batterie agli ioni di litio. Senza misure di sicurezza, le batterie potrebbero prendere fuoco in qualsiasi momento durante questo processo, in qualsiasi punto del percorso seguito dagli AGV.

Per ridurre questo rischio, il produttore aveva bisogno di una unità sicura in cui dirottare un AGV nel caso in cui una batteria fosse esplosa, avesse iniziato a fare fumo o avesse presentato segnali di pericolo di incendio. I nostri ingegneri senior hanno lavorato a stretto contatto con il team per capire come sarebbe potuta essere un'unità di questo tipo e quali sarebbero state le sfide da superare per renderla una soluzione attuabile. 

Rimuovere gli ostacoli impedendo il rollback

La sfida più difficile era riuscire a portare la batteria compromessa all'unità di stoccaggio in modo rapido ed efficace, senza rischiare di danneggiare o perdere l'AGV stesso. 

Ogni AGV è un bene prezioso, quindi il produttore voleva una soluzione che proteggesse loro e l'intero stabilimento. A livello operativo, questo significava permettere all'AGV di allontanarsi dall'unità dopo aver depositato il carico. All'apparenza, sembrava abbastanza facile. Il personale avrebbe potuto chiudere le porte dietro all'AGV una volta che questo fosse uscito dall'unità, mettendo al sicuro la batteria e l'evento termico che si verificava all'interno.

Ma se l'unità era stata concepita in modo tale da permettere all'AGV di ritirarsi, cosa avrebbe impedito al carrello (che ha ruote proprie) di rotolare fuori con o immediatamente dietro l'AGV? 

Per ovviare a questo problema, abbiamo ideato un gradino a molla all'interno dell'unità, che venisse fuori una volta che il carrello ci fosse passato sopra. Questo avrebbe impedito al carrello di rotolare fuori fino a quando il gradino non fosse stato manualmente sbloccato tramite un pedale situato all'esterno dell'unità, quando fosse stato sicuro rientrare.

Sistemi specifici progettati per eliminare il rischio

A livello strutturale, la nostra soluzione aveva bisogno di combinare accessibilità e capacità di resistere all'enorme calore rilasciato durante un evento termico. Ciò ha reso necessaria un'unità a doppio strato riempita di isolante antincendio. Abbiamo scelto l'isolamento Rockwool Fire Batt, che avevamo utilizzato per isolare praticamente tutte le superfici esterne dell'unità, dalla porta, ai lati, al tetto. L'unica eccezione era una finestra in vetro temperato, che avrebbe permesso al personale di guardare all'interno dell'unità e monitorare in sicurezza l'andamento dell'incendio.

La soppressione istantanea di un incendio di solito avviene in due modi: la più comune delle nostre soluzioni è l'immersione totale in acqua, particolarmente nota per la sua capacità di prevenire la riaccensione dell'incendio stesso. La seconda è un sistema a polvere secca. Questa polvere, solitamente di potassio, viene soffiata all'interno dell'unità, dove agisce come una cortina per il calore prodotto dall'evento termico, sopprimendolo immediatamente. Il produttore ha optato per entrambe le soluzioni, costruendo un sistema di emergenza all'interno dell'unità e massimizzando la sicurezza: l'evento termico viene frenato dalla polvere e l'acqua ne impedisce la ripartenza. 

In più, il produttore voleva un sistema di rilevamento dei gas come sicurezza ulteriore, questa volta per l'idrogeno prodotto dalla fuga termica. Il sistema utilizza una sonda per attivare l'allarme non appena viene rilevato idrogeno nell'aria, nello specifico un allarme visivo (luci lampeggianti) e un allarme acustico (una sirena). Questi non erano, peò, gli unici sistemi di allarme attivi; poichè avevamo assicurato la possibilità di accedere alla scheda di controllo dall'esterno, il produttore è stato in grado di integrarla con il suo sistema di allarme principale una volta installata l'unità. Questo ha aumentato la copertura dell'allarme, accrescendo la consapevolezza di eventuali rischi.

Soluzioni su misura per la produzione e l'innovazione

Quando la direzione verso cui questa casa produttrice di automobili di lusso ha scelto di muoversi è stata quella degli EV, Emtez e il suo team di designer, ingegneri e venditori esperti lo hanno aiutato a raggiungere l'obiettivo in sicurezza, realizzando una soluzione su misura, progettata specificamente per il suo ambiente, secondo le sue esigenze.

La tecnologia agli ioni di litio è ancora in fase emergente e presenta sfide e pericoli nascosti per tutti i produttori che la utilizzano, in campo automobilistico e non solo. Ci siamo seduti in macchina con il nostro cliente per tutta la durata del percorso, ma non solo come passeggeri. Grazie alle visioni dei nostri designer, alla guida dei nostri ingegneri e alla mano di Nick Freeman, responsabile del progetto, abbiamo aiutato questo cliente a superare i rischi per raggiungere un processo produttivo più sicuro.