Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen ist mit der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB und Industriepartnern in das Forschungsprojekt „ModuRep“ gestartet. Das drei Jahre laufende, vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen geförderte Vorhaben soll Technologien zur nachhaltigen Reparatur von Batteriemodulen hervorbringen.
„Ist eine Batterie defekt, müssen bisher meistens ganze Module ausgetauscht werden“, sagt PEM-Leiter Achim Kampker: „Das führt zu Ressourcenverbrauch, Abfall und erhöhten CO2-Emissionen.“ Ziel des Projekts sei es daher, Batteriemodule zu entwerfen, deren einzelne Zellen sich austauschen lassen, um die Lebensdauer zu verlängern und die Umweltbelastung zu reduzieren. Der Fokus liege auf modularen und reparaturfreundlichen Konstruktionen und speziellen Methoden für den Zellaustausch sowie Technologien zur Wiederaufbereitung und Alterungskompensation.
Zu diesem Zweck sollen im Zuge des „ModuRep“-Vorhabens neue Moduldesigns entwickelt werden, die eine einfache Zerlegung und Montage von Batteriezellen ermöglichen. Dazu zählen auch optimierte Verbindungstechniken, die die Reparatur vereinfachen und die Stabilität der Module sicherstellen sollen. Das Projekt integriere zudem die sogenannte ETA-Leveling-Technik zur Optimierung der Lade- und Entladevorgänge innerhalb des Moduls, um die Effizienz und die Lebensdauer der Batteriezellen zu erhöhen.
Bestandteil des Vorhabens ist es, modulare Prototypen und Werkzeuge für einen sicheren Wechsel einzelner Batteriezellen zu entwickeln, um den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. „Daneben bietet das Projekt auch wirtschaftliche Anreize, da Unternehmen und Verbraucher von längeren Nutzungszeiten und geringeren Kosten profitieren“, sagt PEMs Projektverantwortlicher Merlin Frank.
Die Innovationen im Zuge von „ModuRep“ sollen nachhaltige sowie wettbewerbsfähige Batterietechnologien hervorbringen und einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten. Daher zähle auch die Erarbeitung von Prüf- und Zertifizierungskonzepten für reparierte Batterien gemäß der EU-Batterieverordnung zu den Zielen des Konsortiums.
paule meint
Das mit dem reparieren können sie sich schenken. Ist doch so, dass immer mehr Autos einfach Firmenautos sind, geleast, dann gehen sie ins benachbarte Ausland. Dort werden sie noch eine Weile runtergeritten, dann weiter nach Afrika. Dort sitzen die waren Reparatur-Experten.
Als wir noch Opel CDTIs hatten konnte und wollte die keiner mehr reparieren. Werkstatttermin zu bekommen war Glücksfall. „Keine Leute“. Vor allem am Motor sind die finale alle gescheitert oder haben völlig kranke Summen aufgerufen. Das dritte Leasingjahr war immer eine Zitterpartie.
M. meint
Wird aber langsam doch etwas frisch im Paulanergarten.
paule meint
Dort wirst du mich nie finden. Derlei Konsum überlasse ich Dir.
Micha meint
An sich positiv, durch aktuelle Entwicklungen aber schon wieder überholt. Die Hersteller gehen ja noch weiter und bauen die Zellen ohne Module direkt ins Pack. Die Austauschmöglichkeiten sinken also eher statt zu steigen. Ich denke es wird langfristig in eine von beiden Richtungen gehen: Entweder die Batterien sind in Zukunft so zuverlässig, dass praktisch keine Reperatur in der Lebenszeit nötig wird, das Restrisiko wird dann über eine lange Garantie abgesichtert. Oder es geht zurück in Richtung modularer/reparierbarer Batterien, entweder durch Regulierung oder aufgrund gesteigerten Interesses der Kunden.
EdgarW meint
Da geht VWs „Einheitszelle“ (die in Wirklichkeit mindestens zwei Formate und drei Chemien umfasst, der Name ist mehr als irreführend) geht da schon in die richtige Richtung, da sie als „Cell-to-Pack“ ausgeführt werden sollen und die einzelnen Zellen prismatisch sind, heißt jede einzelne Zelle in ihrem eigenen Gehäuse und so direkt aus dem Pack entnehm- und ersetzbar. Das Gesamt-Pack (besser: „Paket“?) muss ohnehin geöffnet werden, wird vielleicht etwas stärker gegen Feuschtigkeit etc geschützt sein, also solche für Cell-to-Module, also an der Stelle mehr Aufwand (und später beim Wieder-Versiegeln), die nächste Ebene samt Versiegelungen entfällt aber. Und das Paket als Ganzes kann Teil der Fahrzeugstruktur sein und bleiben (was es – in nicht so starkem Maß wie bei Tesla, aber dennoch – auch schon ist), während die einzelnen Zellen dennoch mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand (ohne die wirklich sehr ausgeklügelten Bohr- und Wieder-Versiegelungsverfahren der EVClinic) ersetzt werden können.
Die Hersteller gehen (wie VW und vorher Tesla und weitere Hersteller) weg von den Modulen, wird interessant, ob dieses Projekt irgendwo in die Praxis überführt werden wird.
Micha meint
Ist es bei VW denn er Fall, dass einzelne Zellen entnommen werden können, oder ist alles so fest miteinander verklebt o.ä., dass ein Austausch unmöglich wird?
EdgarW meint
Werden wir final erst feststellen können, wenn erste Akkus auseinandergebaut werden. Entweder durch Sandy Munro und die Seinen sie zerlegen, was aufgrund der der wahrscheinlichen Abwesenheit zumindest des MEB+ Small unwahrscheinlich erscheint (MEB+ mit dem modellgepflegten ID.4, auch 2026 hingegen – allerdings gibt’s bei der US-Einführung meist auch noch einen Delay). Da aber VW auch bei den aktuellen Modellen doch ab und an ein Modul austauschen muss, da eine Zelle darin minderwertig, aber bei der Eingangsprüfung nicht auffällig war. Da VW damit also die Erfahrung gemacht hat, dass Austausche auf VWs Kosten in relevanten Zahlen vorkommen und das auch so bleiben wird. Und da VW sich ja (im Gegensatz zu Tesla) mit den Versicherungen unterhält, um brauchbare Kasko-Einstufungen zu bekommen, bin ich mir doch sehr sicher, dass das Ganze reparierbar sein wird.
Was man vom Innenleben der Packs bisher (eher schemenhaft, aber auch ferig zusammengesetzte echte Packs aus der End-Fertigung bei der Einweihung der Pack-Fertigung in Spanien) gesehen hat, spricht auch dafür. zB die Kühlung erfolgt – zumindest beim MEB+ small – von oben, die Zellen werden darunter mit den üblichen Wärmeleit-Massen – zwar „geklebt“ sein, aber wie bisher (die Module mit Pouch-Zellen, welche man aber nicht mit vertretbarem Aufwand austauschen kann) und sicher auch in Zukunft (dann direkt die Zellen) dennoch austauschbar sein. Die klebende Dichtmasse kann herausgespachtelt, komplett entfernt und wieder aufgebracht werden. So bisher bei den Modulen der Fall. Die werden übrigens noch von unten gekühlt, was nicht so günstig ist. Wärme steigt auf, kann also oben besser abtransportiert werden. Beim PPE (A6/Q6/Macan) wird übrigens (IIRC) von oben und unten temperiert.
Micha meint
Danke für die Infos :)
Andi EE meint
Das nicht Kaputtgehen find ich besser. 😉 So gesehen find ich die Reperaturfähigkeit als deutlich untergeordnete Eigenschaft einer Komponente. Man muss sich einfach vor Augen führen, je besser die Standfestigkeit, desto unnötiger und seltener die Reperatur, desto aufgeblasener sind Reperaturwerkstätten mit jede Menge Tools, Platz und Angestellte die man dann zusätzlich benötigt, um das zu reparieren. All das erzeugt auch CO2. Bei den Smartphones wurde diese Theater ad absurdum geführt, dieser Aufwand ist einfach ein Witz im Vergleich zu den 200g Smartphone (Produktion).
Ich bin überzeugt, wenn wir Recycling-Anlagen mit EE betreiben, ist der Ersatz in den allermeisten Fällen die bessere Lösung. Die Produktion von Zellen und Batterien sind so hochgradig automatisiert, dass der ganze menschliche Anteil bei einer Reperatur eigentlich nur in einem Flop bezüglich CO2 enden kann. Das ist viel zu aufwändig, der Mensch ist derart ineffizient bei der Reperatur, dass es fast nie in einer positiven CO2-Bilanz enden kann.
Ich bin nicht fürs Wegwerfen, aber Ersatz und Recycling ist einfach in fast allen Parametern überlegen, da es automatisiert geschehen kann.
Ich bin wirklich nicht der Experte, aber wenn man einzelne Zellen „stillegen“ kann, sollte man dies eher tun, als auf einer kompletten Batterie zu bestehen. Man sollte dafür eine Entschädigung erhalten, ja, aber nicht zwingend wegen z.B. 5% Verlust, die Garantieleistung in jedem Fall einfordern. Vielleicht müsste man in dieser Bereich Lösungen unabhängig von der Hardware suchen.
M. meint
„Bei den Smartphones wurde diese Theater ad absurdum geführt, dieser Aufwand ist einfach ein Witz im Vergleich zu den 200g Smartphone (Produktion). “
Du hast nichts verstanden. 0,0.
Gruselig.
Micha meint
Eine neue HV-Batterie kostet auch auf absehbare Zeit noch einige Tausend Euro. Dafür kann ein Mitarbeiter schon einige Stunden reparieren, sodass sich das schon lohnen sollte. „Stilllegen“ einzelner Zellen geht nicht, es sind ja immer viele Zellen in Reihe geschaltet, der Strom fließt also physikalisch bedingt immer durch alle Zellen gleichzeitig.
M. meint
Man kann sie überbrücken. So machen das die von Gruber in den USA bei den alten Model S.
Der Abfall der Batteriespannung ist (ggü. einer „vollständigen“ Batterie) minimal, aber die Kapazität stimmt wieder.
Ob man dort die Zellen verlustfrei rausbekommen würde, das weiß ich jetzt auch nicht.
paule meint
Klar, Zellen überbrücken. Hohlkopf.
M. meint
Grundsätzlich eine gute Sache, auch im Sinne davon, Verbraucherbedenken zur Batterie, „die man bei Defekt wegwerfen muss“, zu begegnen.
Ich habe nun aber keinen OEM gefunden, der hieran beteiligt wäre – aber die sollte man schon ins Boot nehmen – das sind ja die, die das später verbauen sollen. Auch große Batterieentwickler oder Zellhersteller sind nicht im Boot.
Das ist schade.
Was ich auf die Schnelle auch nicht gefunden habe, sind Randbedingungen für diese Batterien. OEM legen (inzwischen) Wert auf Gewichts- und Platzeinsparungen, und die Batterien müssen strukturelle Aufgaben übernehmen. Ich kann nicht erkennen, dass das Projektziele sind.
Vielleicht ist das Bild dazu aber auch falsch und es geht gar nicht um Fahrzeugbatterien, sondern um stationäre Speicher? Das wäre natürlich etwas anderes.