Redesign for circular economy : methodology and application to lithium-ion battery packs for electric vehicles

Circular economy aims at creating a closed-loop cycle so that end-of-life products may be inserted back in the production processes, eliminating the concept of waste completely. Today, electric vehicles' lithium ion battery packs are of particular interest for Circular economy. Operations required for a possible implementation of their circular economy are Reuse, Remanufacturing and Recycling, which however still suffer from several inefficiencies. Among the reasons there is the design of the battery packs, which makes their disassembly burdensome and sometimes impossible. For this reason, a design support will be developed in this thesis, whose main output is the development of a redesigned EV LIB pack able to improve the current disassembly and testing issue. The prototype is developed by means of a 3D CAD software and eventually compared to currently available models. The Redesigned pack proves to be the best alternative due to its excellent performance in all the above-mentioned strategies for Circular Economy.

L'economia circolare mira a reintegrare i prodotti che raggiungono il fine vita all'interno del ciclo produttivo, eliminando il concetto stesso di rifiuto. Oggi, di particolare interesse per l'economia circolare sono i pacchi batterie litio-ione utilizzati nei veicoli elettrici. Operazioni necessarie per l'implementazione di una loro economia circolare sono il Riuso, il Remanufacturing e il Riciclo che tuttavia faticano a essere efficienti. Tra le varie ragioni vi è il design dei pacchi batteria, che rende difficoltoso e spesso impossibile il loro disassemblaggio. Per questo motivo, un supporto al design atto al miglioramento dei pacchi batteria per quanto riguarda la loro facilità di testing e disassemblaggio verrà sviluppato in questa tesi, il cui output principale è lo sviluppo di un nuovo prototipo di pacco EV. Esso è sviluppato e rappresentato mediante CAD 3D e successivamente comparato agli attuali modelli presenti sul mercato. Tale redesign risulta essere la migliore alternativa grazie ad un'elevata performance in tutte e tre le strategie di Economia Circolare.