Réparer au lieu de jeter
Changement de cap : Des scientifiques ouvrent la voie à la remise à neuf des systèmes de batteries
Des ingénieurs de Bayreuth ont trouvé un nouveau moyen d'analyser l'état des batteries. Elle permet de déterminer rapidement et sans effort si une batterie doit être entièrement remplacée ou s'il suffit de remplacer une seule des cellules qu'elle contient. Jusqu'à présent, cela ne pouvait être déterminé que par de longues procédures de mesure.
Tom Rüther (à droite) et Gregor Ohnemüller se concentrent sur le reconditionnement des batteries.
Jürgen Rennecke, UBT
Si une batterie - que ce soit celle d'un tournevis sans fil, d'un vélo électrique ou d'une voiture électrique - n'a plus suffisamment d'énergie ou de puissance, elle est manifestement arrivée en fin de vie. "Si l'on pouvait alors simplement déterminer que seule une cellule, et non la batterie entière, est en fin de vie, il suffirait de la remplacer, et non l'ensemble de la batterie", rapporte Tom Rüther, chercheur associé à la chaire des systèmes d'énergie électrique et au Centre bavarois pour la technologie des batteries (BayBatt) de l'Université de Bayreuth. Mais : "Décider de la meilleure option d'économie circulaire pour les packs de batteries vieillis ou défectueux - c'est-à-dire les réparer d'abord, les retraiter pour une utilisation ultérieure au lieu de les recycler ensuite - nécessitait jusqu'à présent des mesures et des analyses complètes ainsi qu'une base de données correspondante", explique Tom Rüther. Avec ses collègues sous la direction du professeur Danzer, il a maintenant présenté une alternative et publié les résultats dans la revue spécialisée "Applied Energy".
Réparer au lieu de jeter
À Bayreuth, le projet ReDesign du pôle de compétences greenBatt, financé par le BMBF, travaille à l'amélioration de l'économie circulaire dans le secteur des batteries. L'accent est mis sur le reconditionnement des packs de batteries : il s'agit de remplacer des modules ou des cellules (partiels) défectueux ou présentant un comportement de vieillissement différent de celui du reste des unités de batteries. Jusqu'à présent, des mesures complexes permettaient de déterminer si l'état des packs de batteries présentait des disparités importantes ou si toutes les cellules avaient vieilli de la même manière.
À Bayreuth, cette tâche est simplifiée par la numérisation : des modules de batterie virtuels sont créés à partir de la mesure de cellules individuelles du même type. Les fluctuations d'une cellule à l'autre sont déterminées au début de la durée de vie. On obtient ainsi une sorte de "module de batterie de type idéal" tenant compte des fluctuations statistiques. Pour l'analyse quantitative et qualitative, il s'agit d'une nouvelle approche d'analyse comparative. Les caractéristiques des cellules connectées en série sont examinées et comparées à celles d'une interconnexion à âge irrégulier. Pour les traits les plus prometteurs, une analyse de sensibilité détaillée est effectuée, examinant l'influence des variations entre cellules, des conditions de vieillissement et du mécanisme de vieillissement. La caractéristique présentant la plus grande sensibilité, appelée minimum à basse fréquence, est capable de détecter des valeurs aberrantes individuelles dans un grand nombre de cellules connectées en série. C'est la première fois que les inhomogénéités au sein d'un pack de batteries sont spécifiquement détectées. Rüther résume : "Nous avons ainsi trouvé une méthode permettant de savoir, de manière économiquement moins coûteuse qu'auparavant, si un module de batterie a vieilli de manière inégale, ce qui nous donne de nouvelles possibilités d'action lors de l'évaluation des différentes options de gestion du recyclage."
Gamechanger
"Pour la remise à neuf de modules ou de systèmes de batteries, provenant par exemple de l'électromobilité, et l'utilisation ultérieure de cellules ou de modules appropriés au lieu de les mettre au rebut, l'évaluation de l'état est une condition préalable essentielle. Les méthodes d'analyse correspondantes sont donc d'importantes portes ouvertes pour le maintien de la valeur et l'utilisation ultérieure", résume Bernd Rosemann, directeur académique de la chaire d'ingénierie de production environnementale et chef de projet du projet Redesign du BMBF au Centre bavarois de technologie des batteries (BayBatt) de l'université de Bayreuth.
Les recherches de Bayreuth se distinguent ainsi des autres objectifs du pôle de recherche greenBatt du BMBF : ceux-ci concernent principalement le recyclage des matériaux, c'est-à-dire la récupération des matériaux et des substances des piles et leur réintégration dans le cycle des matériaux. L'équipe greenBatt de BayBatt, en revanche, se consacre délibérément au remanufacturing, c'est-à-dire au retraitement au niveau des pièces ou des modules, afin de rendre à nouveau utilisables des batteries supposées en fin de vie.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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