Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen entwickelt mit zahlreichen nationalen und internationalen Partnern im europäischen Forschungsprojekt „RESiLiTE“ innovative Batteriepacks. Als Basis dafür sollen zylindrische Zellen in thermoplastischen Gehäusen dienen. Ziel des von der EU mit insgesamt rund 6,2 Millionen Euro geförderten Vorhabens ist die Erhöhung der Energiedichte, Effizienz, Sicherheit, Temperaturbeständigkeit und Nachhaltigkeit von Batteriepacks in Elektrofahrzeugen. Im Erfolgsfall sollen die Projekt-Ergebnisse auf den Bereich der Luftfahrt übertragen werden.
„Ein strukturell in das Gehäuse integrierter Zellenhalter ermöglicht es, auf Vergussmaterialien vollständig zu verzichten“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Mit dem geplanten Konzept sei eine Energiedichte von 220 Wattstunden je Kilogramm auf Pack-Ebene realistisch. „Dieser Wert liegt mehr als 14 Prozent über dem Stand der Technik“, betont Kampker. 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.
Erhöhte Energieeffizienz
Um ein hohes Maß an Sicherheit zu gewährleisten, komme eine fortschrittliche Diagnose-Software zum Einsatz, die von Sensoren für die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) unterstützt werden. 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“, sagt PEM-Leitungsmitglied Professor 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.
