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.
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