Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen entwickelt mit nationalen und internationalen Partnern im europäischen Forschungsprojekt „RESiLiTE“ neue E-Auto-Batteriepacks. Als Basis dafür sollen zylindrische Zellen in thermoplastischen Gehäusen dienen. Ziel des von der EU mit rund 6,2 Millionen Euro geförderten Vorhabens ist die Erhöhung der Energiedichte, Effizienz, Sicherheit, Temperaturbeständigkeit und Nachhaltigkeit.
„Ein strukturell in das Gehäuse integrierter Zellenhalter ermöglicht es, auf Vergussmaterialien vollständig zu verzichten“, sagt PEM-Leiter Achim Kampker. Mit dem geplanten Konzept sei eine Energiedichte von 220 Wattstunden je Kilogramm auf Pack-Ebene realistisch. Dieser Wert liege mehr als 14 Prozent über dem Stand der Technik. Dank kombinierter indirekter Kühlungslösungen, die in den Zellenhalter des Gehäuses integriert sind, sollen Lade- und Entlade-Raten von mehr als 4,5 C erreicht werden.
Um ein hohes Maß an Sicherheit zu gewährleisten, komme eine fortschrittliche Diagnose-Software zum Einsatz, die den Batteriezustand mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) quantifiziert, so die Forscher. Die Thermomanagement-Steuerung werde mit Hilfe neuronaler Netze über einen szenariobasierten Algorithmus gestaltet. Dadurch werde die Energieeffizienz des Akkus erhöht.
„Die Verwendung thermoplastischer Materialien für das Gehäuse isoliert das Batteriepack zusätzlich, was zu einer längeren Standzeit in kalten Umgebungen führt, bevor aktive Heizlösungen erforderlich werden“, erklärt PEM-Leitungsmitglied Heiner Heimes.
Die beabsichtigten Maßnahmen und Materialien sollen dazu beitragen, die Gesamtbetriebskosten für die Lebensdauer von Batteriepacks zu senken und ein im Vergleich zum Stand der Technik widerstandsfähigeres System zu bieten. Die Projektpartner stammen aus Deutschland, Österreich, Spanien, Portugal, Slowenien und der Türkei.
Im Erfolgsfall sollen die Projekt-Ergebnisse auch auf den Bereich der Luftfahrt übertragen werden.
Nima meint
Der Vergleich mit chinesischen Serienfahrzeugen ist grundsätzlich nachvollziehbar aber er springt etwas zu kurz. Es stimmt, Hersteller wie Changan kündigen aktuell Fahrzeuge mit 6C-Laderaten an. Allerdings konnte ich bisher keinen unabhängigen Test oder Drittbestätigung finden, der diese Werte unter realen Bedingungen verifiziert. Auch bei einer tiefergehenden Recherche tauchen keine belastbaren Prüfberichte auf, die zeigen, dass diese Ladegeschwindigkeiten zuverlässig, dauerhaft und sicher erreicht werden.
Genau hier setzen Forschungsprojekte wie RESiLiTE an, nicht nur, um bestimmte Ladeleistungen zu „erreichen“, sondern um ein Gesamtsystem zu entwickeln, das gleichzeitig Energiedichte, Sicherheit, Thermomanagement, Diagnostik und Nachhaltigkeit in einem innovativen Packdesign vereint. Die angestrebten 4,5C sind dabei Teil eines ganzheitlichen Konzepts, nicht das alleinige Ziel.
Was die 6,2 Millionen Euro Fördermittel betrifft: Klingt nach viel, ist es aber nicht, wenn man es in Relation setzt. Zum Vergleich:
BMW hat im Jahr 2023 rund 7,5 Milliarden Euro in Forschung und Entwicklung investiert, Tendenz steigend.
Mercedes-Benz lag im selben Zeitraum bei etwa 8,7 Milliarden Euro.
Dagegen sind 6,2 Mio. Euro, verteilt auf mehrere Partner und Jahre eher ein gezielter Impuls, um neue Ansätze zu erforschen, die in späteren Industrieanwendungen skalierbar sein könnten. Es geht hier nicht darum, morgen ein Serienfahrzeug zu liefern, sondern darum, langfristig technologische Souveränität und Innovationsfähigkeit in Europa zu sichern.
Dass China aktuell bei manchen Technologien schneller ist, steht außer Frage. Aber ob diese Ansätze unter europäischen Anforderungen (etwa in Sachen Sicherheit, Lebensdauer oder Recyclingfähigkeit) bestehen, ist eine andere Frage. Und genau deshalb sind öffentlich geförderte Projekte wie RESiLiTE wichtig: Sie ermöglichen es, konkurrierende Lösungen zu entwickeln, die nachhaltig und unabhängig sind, auch wenn sie (noch) nicht auf dem Showroom-Parkplatz stehen.
Gernot meint
China bringt bereits jetzt Autos mit 6C in Serie (z.B. von Changan) und wir wollen mit 6,2 Mio an Steuergeldern daran forschen, 4,5C zu erreichen? Und das haben wir dann in 3 Jahren produktionsreif, wenn China wahrscheinlich bei 10C ist? Warum wird die „Erforschung“ von bereits vorhandener Technologie von gestern mit 6,2 Mio. gefördert?
M. meint
Es nutzt ja nichts.
Man muss den Abstand verringern, und da hilft schmollen auch nichts.
Die Frage, die sich aber eigentlich stellt, ist für mich eine andere.
Welche Ent/laderate braucht man wirklich, und wie ist die im Durchschnitt, nicht nur im Peak? Welche Kühlung ist dafür nötig?
Außerdem geht es ja um mehr als die Entladerate, es ist außerdem von höherer Energiedichte auf Pack-Ebene die Rede und von anderen Punkten – kannst du ja oben nachlesen.
Vor allem aber geht es darum, das KnowHow selbst zu haben und nicht als Fertigware importieren zu müssen. Und dafür muss man eben was machen.