Der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components, kurz PEM, an der RWTH Aachen entwickelt im Rahmen des EU-Forschungsprojekts Resilite neue Batteriepacks für Elektrofahrzeuge. Die RWTH arbeitet zusammen mit Partnern aus Deutschland, Österreich, Spanien, Portugal, Slowenien und der Türkei. Ziel ist es, die Energiedichte, Effizienz, Sicherheit, Temperaturbeständigkeit und Nachhaltigkeit der Batteriepacks zu erhöhen.
Energiedichte um 14 Prozent steigern
Langfristig ist es das Ziel die Ergebnisse auch auf die Luftfahrt zu übertragen. Die Batteriepacks basieren auf zylindrischen Zellen, die in thermoplastischen Gehäusen untergebracht werden. „Ein strukturell in das Gehäuse integrierter Zellenhalter ermöglicht es, auf Vergussmaterialien vollständig zu verzichten“, erklärt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Dadurch sei eine Energiedichte von 220 Wattstunden pro Kilogramm auf Pack-Ebene möglich – ein Wert, der laut Kampker mehr als 14 Prozent über dem aktuellen Stand der Technik liegt.
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Zusätzlich sollen kombinierte indirekte Kühlungslösungen, die in den Zellenhalter integriert sind, Lade- und Entladeraten von mehr als 4,5C ermöglichen. Für die Sicherheit kommt eine fortschrittliche Diagnose-Software zum Einsatz, die durch Sensoren für elektrochemische Impedanzspektroskopie unterstützt wird. Die Steuerung des Thermomanagements erfolgt über neuronale Netze und einen innovativen Algorithmus, was die Energieeffizienz weiter steigern soll.
Isolierung schützt bei Standzeit in kalten Umgebungen
Professor Heiner Heimes, Mitglied der PEM-Leitung, hebt die Vorteile der thermoplastischen Gehäuse hervor: „Die Verwendung thermoplastischer Materialien isoliert das Batteriepack zusätzlich, was zu einer längeren Standzeit in kalten Umgebungen führt, bevor aktive Heizlösungen erforderlich werden.“
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Die geplanten Maßnahmen und Materialien sollen nicht nur die Sicherheit und Effizienz erhöhen, sondern auch die Gesamtbetriebskosten über die Lebensdauer der Batteriepacks senken. Das Projekt soll damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der E-Mobilität leisten. (nhp)
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