VI Symposium of Computer Aided Design and Engineering, Biomechanics and Mechatronics "COMEC 2023"

11nd International Conference of Mechanical Engineering

COMEC 2023

VI Symposium of Computer Aided Design and Engineering, Biomechanics and Mechatronics

Development of sustainable battery systems with special focus on their maintainability

Abstract

The demand for electrochemical energy storage systems - both for stationary and mobile applications - has recently increased significantly. In their development, sustainability and maintainability are not yet in focus, but have recently become increasingly important. Taking these factors into account will determine the long-term success of battery systems. Stationary energy storage systems are already being used in developing and emerging countries to improve the supply infrastructure. One of the key challenges here is the repair of the systems in the event that a module or cell replacement is necessary. Due to the use of material contact between different system components, this process is made more difficult, which can lead to various problems under unfavorable conditions. This thesis therefore deals with the analysis, evaluation and design of different contacting methods and how they can be integrated into modern battery systems. Lifetime, safety aspects and performance should be improved compared to the state of the art. Based on the literature research, the thesis presents a number of approaches to avoid material-locked contacts as well as an evaluation approach for the evaluation. The focus is on the use of novel materials and manufacturing processes. In addition, the impact of avoiding material-to-material contact on the overall performance and safety of sustainable designed battery systems is investigated. Finally, general design guidelines are written that consider maintainability by simple means in the future design of battery systems.



Resumen

La demanda de sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía ha aumentado considerablemente en los últimos tiempos. La sostenibilidad y la facilidad de manten-imiento aún no están en el punto de mira de su desarrollo, pero cada vez son más im-portantes. Tener en cuenta estos factores determinará el éxito a largo plazo de los siste-mas de baterías. Incluso hoy en día, los sistemas estacionarios de almacenamiento de energía se utilizan en los países en desarrollo y emergentes para mejorar la infraestructura de suministro. Uno de los retos centrales es la reparación de los sistemas en caso de que sea necesario sustituir un módulo o una célula. El uso de material en contacto entre los distintos componentes del sistema dificulta este proceso, que puede dar lugar a diversos problemas en condiciones desfavorables. Por ello, esta tesis aborda el análisis, la evaluación y el diseño de diferentes métodos de contacto y cómo pueden integrarse en los sistemas de baterías modernos. De este modo, se mejorarán la vida útil, los aspectos de seguridad y el rendimiento en comparación con el estado actual de la técnica. Basándose en la investigación bibliográfica, el trabajo presenta una serie de enfoques de solución para evitar el contacto de materiales, así co-mo un enfoque para su evaluación. Se hace especial hincapié en el uso de nuevos pro-cesos de fabricación. Por último, se redactan unas directrices generales de diseño que tienen en cuenta la mantenibilidad por medios sencillos en el futuro diseño de los siste-mas de baterías.



About The Speaker

Robert Kretschmann

Robert Kretschmann

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Flag of Germany

Discussion

Practical Info
Póster digital
English (US)
November 15, 2023 1:0 PM
15 minutes
Sala Virtual COMEC 2023
Authors
Robert Kretschmann
Keywords
battery system
contacting
design guidelines
directrices de diseño
sistema de baterías
sostenibilidad
sustainability
Documents


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University of Miskolc
Universidad Otto von Guericke Magdeburg
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