Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt „Model2Life“ nach drei Jahren erfolgreich beendet. In dem Verbundvorhaben hatte PEM mit dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) sowie dem Lehrstuhl und Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (MSE) der RWTH Aachen bestimmte Weiterverwendungsszenarien für mobile Batteriesysteme untersucht. Dabei war es auch um die Frage gegangen, wie die Entwicklung von Zell- und Systemkonzepten frühzeitig auf die Anforderungen späterer „Second Life“-Nutzungen ausgelegt werden sollte.
Die Forschungspartner hatten beispielsweise den Einfluss der Alterung und der Lebensdauer auf die Performance und die Sicherheit von Batterien in ihrem zweiten Lebenszyklus untersucht – etwa zur Weiterverwendung in einem stationären Energiespeicher nach mehrjähriger Erstnutzung in einem Elektrofahrzeug. Im Rahmen des Vorhabens wurden ein mechanisches Bauraummodell, ein thermisches Modell, ein Alterungsmodell, ein elektrisches Verschaltungsmodell und ein Kosten- sowie CO2-Modell erarbeitet beziehungsweise adaptiert. „Das Projekt hat gezeigt, wie wichtig Simulationen im Entwicklungsprozess von Batterien sind“, sagt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Daher seien bereits Folgeprojekte geplant, die den „Model2Life“-Ansatz weiterverfolgen und in die Industrie überführen.
Wege für die Wiederverwendung gebrauchter Batteriezellen
Die Projektpartner hatten die Grundstruktur einer Batterie im Sinne des „Model-Based Systems Engineering“ (MBSE) umgesetzt. Ergebnis ist ein SysML-Modell für Batteriesysteme, an das sich unterschiedliche Teilmodelle anbinden lassen. „Model2Life“ war ein Begleitprojekt des von der Bundesregierung geförderten Kompetenzclusters „Batterienutzungskonzepte“ (BattNutzung) und sollte Wege für eine signifikante Steigerung der Wiederverwendungsquote von gebrauchten, noch funktionsfähigen Batteriezellen aufzeigen. Außerdem wollten die Projektpartner eine Verbesserung der Produkt- und Prozessgestaltung von Batteriesystemen erreichen, indem die Schnittstelle zwischen der Erstnutzung und dem „Second Life“ als Weiterverwendung einer Batterie optimiert und dadurch eine Kreislaufschließung ermöglicht wird.
