Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen ist mit bekannten Industriepartnern wie Ford und Trumpf in das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt „Peak-Bat“ gestartet. Das auf drei Jahre anberaumte Forschungsvorhaben widmet sich der Entwicklung struktureller Batteriesysteme und ihrer Aufwandsreduzierung für einen früheren Markteintritt.
Die grundlegende dreigliedrige Struktur von Batterien – bestehend aus den Zellen, den Modulen und dem Pack – lässt sich aufbrechen, indem die Modul-Ebene wegfällt und die Batteriezellen direkt in das Pack-Gehäuse integriert werden. Ziel des Konsortiums ist es, durch diesen „Cell-to-Pack“-Ansatz sowohl die massebezogene als auch die räumliche Energiedichte von Akkus künftig zu erhöhen. Auf diese Weise sollen Effizienzsteigerungen von bis zu 20 Prozent möglich sein.
Durch die Reduktion der Komplexität und der Bauteile-Anzahl sollen sich außerdem Kosten einsparen lassen. Im Fokus der Projektpartner stehen vor allem neuartige Ansätze für die virtuelle Absicherung von Batteriesystemen, um die Anzahl von Batterietests im Entwicklungsprozess zu reduzieren. „Durch die frühzeitige Absicherung mit Hilfe Künstlicher Intelligenz lassen sich für die nachfolgenden Produktionsschritte entscheidende Fehler reduzieren und Prototypenkosten senken“, sagt Konstantin Sasse, Projektverantwortlicher des Lehrstuhls PEM.
Schneller auf dem Markt
„Möglich wird das durch die Einsparung von Testzeiten, was eine schnellere Entwicklung neuartiger Batteriesysteme und somit einen früheren Markteintritt mit sich bringt“, ergänzt PEM-Oberingenieur Christian Offermanns. Die Projektpartner wollen dafür zunächst ein strukturelles Batteriesystem als Demonstrator entwickeln sowie eine Methodik zur Bewertung der Prüfnotwendigkeit bei Änderungen an Batteriesystemen ins Leben rufen. In der Folge sollen mehrere Demonstratoren und Prüfstände struktureller Batteriesysteme errichtet, Prüfmethoden zur Zellsicherheit validiert und verschiedene Absicherungstests vorgenommen werden.
