DEVELOPMENT OF SUSTAINABLE BATTERY SYSTEMS WITH SPECIAL FOCUS ON THEIR MAINTAINABILITY
A demanda por sistemas de armazenamento eletroquímico de energia, tanto para aplicações fixas quanto móveis, aumentou significativamente nos últimos tempos. A sustentabilidade e a possibilidade de reparo não têm sido o foco principal de seu desenvolvimento, mas estão ganhando cada vez mais importância. Considerar esses fatores é fundamental para o sucesso de longo prazo dos sistemas de bateria. Atualmente, o armazenamento estacionário de energia já está sendo usado em países em desenvolvimento e emergentes para melhorar a infraestrutura de fornecimento. Um dos principais desafios é o reparo dos sistemas, caso seja necessário substituir o módulo ou a célula. O uso de contatos bloqueados por material entre os diferentes componentes do sistema complica esse processo, levando a vários problemas em condições desfavoráveis. Este trabalho se concentra no desenvolvimento de um módulo de bateria desmontável e reparável que pode ser usado em várias áreas de aplicação. A ênfase principal está nos métodos de contato das células da bateria. O estado atual da arte e a abordagem para o desenvolvimento da contribuição são apresentados. A desmontagem e a possibilidade de reparo devem ser aprimoradas sem comprometer o desempenho. Com base em uma revisão da literatura, este trabalho apresenta uma série de abordagens para evitar contatos bloqueados por material, com foco especial no uso de novos materiais e processos de fabricação. Além disso, são investigados os efeitos de evitar contatos bloqueados por material no desempenho geral e na segurança de sistemas de bateria projetados de forma sustentável. Por fim, são descritas diretrizes gerais de projeto para considerar a possibilidade de reparo com meios simples no futuro projeto de sistemas de bateria.
DEVELOPMENT OF SUSTAINABLE BATTERY SYSTEMS WITH SPECIAL FOCUS ON THEIR MAINTAINABILITY
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DOI: 10.37572/EdArt_31032547516
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Palavras-chave: Sistema de bateria, Sustentabilidade, Contato, Diretrizes de design
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Keywords: Battery System, Sustainability, Contacting, Design guidelines
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Abstract:
The demand for electrochemical energy storage systems, both for stationary and mobile applications, has significantly increased recently. Sustainability and repairability have not been the main focus of their development, but they are gaining more importance. Considering these factors is crucial for the long-term success of battery systems. Currently, stationary energy storage is already being used in developing and emerging countries to improve supply infrastructure. One of the central challenges is the repair of systems in case module or cell replacement is necessary. The use of material-locked contacts between different system components complicates this process, leading to various issues under unfavorable conditions. This work focuses on the development of a disassembly and repairable battery module that can be used in various application areas. The main emphasis is on the contacting methods of the battery cells. The current state of the art and the approach to the development of the contribution are presented. Disassembly and repairability should be improved without compromising performance. Based on a literature review, this work presents a range of approaches to avoid material-locked contacts, focusing particularly on the use of novel materials and manufacturing processes. Additionally, the effects of avoiding material-locked contacts on the overall performance and safety of sustainably designed battery systems are investigated. Finally, general design guidelines are outlined to consider repairability with simple means in the future design of battery systems.
- Robert Kretschmann
- Christiane Beyer