Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Forschungsvorhaben „PEAk-Bat“ für eine weniger kosten- und zeitintensive Batterieproduktion erfolgreich beendet. Während der dreieinhalbjährigen Projektlaufzeit ging es mit renommierten Industriepartnern wie Ford und Trumpf um die Entwicklung struktureller Batteriesysteme und die Reduktion ihres Produktionsaufwands für einen früheren Markteintritt.
Dazu hatten die Forschenden zehn Fahrzeugkarosserien mit einem integrierten strukturellen Batteriesystem aufgebaut und sie bei den Projektpartnern TÜV Rheinland und Magna testen lassen. Zudem hatte das Team mehrere Simulationsmodelle entworfen und anhand von Versuchen erfolgreich validiert. Das im Zuge des Projekts entwickelte Designkonzept für strukturelle Batteriesysteme im „Module-to-Chassis“- Ansatz habe zu einer Steigerung der volumetrischen Energiedichte um mehr als zehn Prozent und einer Zunahme der gravimetrischen Energiedichte um mehr als 15 Prozent geführt.
Einsatz von KI reduziert Fehler und Kosten
„Eine frühzeitige Absicherung von Batteriesystemen mittels künstlicher Intelligenz hilft dabei, entscheidende Fehler im Produktionsablauf und die Kosten für Prototypen zu reduzieren“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Die Ansätze der Forschenden zur virtuellen Absicherung verringere die Anzahl der bisher notwendigen Batterietests im Entwicklungsprozess deutlich. „Die eingesparten Testzeiten erlauben eine schnellere Entstehung neuartiger Batteriesysteme und dadurch eine frühere Markteinführung“, erläutert PEM-Leitungsmitglied Professor Heiner Heimes.
Handlungsanweisungen im Bereich der Batteriesicherheit
Ziel des Konsortiums war es, sowohl die massebezogene als auch die räumliche Energiedichte von Batterien künftig zu erhöhen. Im Zuge des Projekts waren außerdem zentrale Handlungsanweisungen und Erkenntnisse im Bereich der Batteriesicherheit entstanden, die in Form einer „Methodik zur Bewertung der Prüfnotwendigkeit bei Änderungen an Batteriesystemen“ veröffentlicht wurden.
