Fortschrittliches, leichtes Batteriesystem für Elektrofahrzeuge
Das EU-finanzierte Projekt ALBATROSS(öffnet in neuem Fenster) hat einen verbesserten, fortschrittlichen Akku konzipiert und getestet, der die Bedenken der Fahrer hinsichtlich Reichweite und Ladezeiten verringert. Er basiert auf den Prinzipien des Kreislauf-Designs, was bedeutet, dass die gebrauchten Batterien wiederverwendet bzw. recycelt werden können. „Auf allen Ebenen der Konstruktion und des Betriebs wurde ein vollständiges Konzept für das Batteriesystem geschaffen“, erklärt Projektkoordinatorin Aysel Pilav. „Auf Modulebene kombinierten wir Leichtbaugehäuse und Hochenergiezellen, sodass die Trägerplatte selbst einen strukturellen Beitrag leistet und weniger Teile überflüssig sind. Robuste, lasergeschweißte Sammelschienen(öffnet in neuem Fenster) gewährleisten eine hohe elektrische Leistung und Langlebigkeit.“ Das Wärmemanagement des Akkupacks basiert auf Teiltauchkühlung, ergänzt durch direkt in die Module integrierte ultradünne gedruckte Heizelemente und Sensoren. Diese Sensoren liefern Temperatur- und Dehnungsdaten in Echtzeit und ermöglichen dadurch eine viel präzisere Steuerung sowie einen besseren Ausgleich beim Laden und Entladen.
Intelligentere Lösung
Das neue Batteriemanagementsystem(öffnet in neuem Fenster) (BMS) verfügt über fortschrittliche Algorithmen, die eine frühzeitige Erkennung von Ausfällen, ein vorausschauendes Sicherheitsmanagement und eine flexible Wiederverwendung in verschiedenen Akkupackkonfigurationen ermöglichen. „Das BMS ermöglichte nicht nur die hochgenaue Messung von Spannung, Stromstärke und Temperatur, sondern auch die Ferndiagnose. Somit gewährleistet es langfristige Zuverlässigkeit und schafft gleichzeitig die Grundlage für Zweitnutzungsanwendungen“, bemerkt Pilav. Die Integration fortschrittlicher Sensorik in das neue Batteriemanagementsystem revolutioniert die Akkupackintelligenz. „Mit Hunderten von Messpunkten und Vorhersage-Algorithmen können Risiken früher erkannt und thermische Belastungen effektiver gesteuert werden“, fügt Pilav hinzu. Über den Akkubetrieb hinaus entwickelten die Projektpartner auch Demontage- und Recyclinglösungen, bei denen eine halbautomatische Roboterdemontage zum Einsatz kommt, die eine sichere und effiziente Rückgewinnung von Materialien und Komponenten ermöglicht. „Von Anfang an wurden Ökodesign-Prinzipien und die Ökobilanz(öffnet in neuem Fenster) angewendet, sodass während der gesamten Entwicklungsphase Nachhaltigkeits- und Kreislaufprinzipien die technischen Entscheidungen leiteten“, bemerkt Pilav.
Länger, schneller, sicherer
„ALBATROSS macht Elektrofahrzeuge attraktiver und nachhaltiger, indem es die Energiedichte verbessert, schnelleres Laden ermöglicht und die Crashsicherheit erhöht“, meint Pilav. „Für die Verbraucher bedeutet dies Vorteile wie größere Reichweiten, kürzere Ladezeiten und zuverlässigere Batterien. Indem das Projekt die Batterielebensdauer auf 300 000 km verlängert und eine Zweitnutzung in stationären Speichern ermöglicht, verringert es zugleich Abfallmengen und Kosten.“ Darüber hinaus bestätigten Ökobilanzen eine Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 20 % im Vergleich zu bestehenden Produkten. „Durch seine Fortschritte in den Bereichen Sensorik, Wärmemanagement und Kreislaufdesign stärkt ALBATROSS die Wettbewerbsfähigkeit Europas. Weltweit gesehen trägt das Vorhaben zu einer sichereren, umweltfreundlicheren und erschwinglicheren Elektromobilität bei“, stellt Pilav fest. „Dank der EU-Finanzierung konnten wir eine vielfältige Gruppe von Partnern aus ganz Europa zusammenbringen, um die gesamte Wertschöpfungskette von Materialien und Fertigung bis hin zu Recycling und digitalen Lösungen abzudecken“, fährt sie fort. „Aufgrund dieser Vielfalt konnte Fachwissen aus verschiedenen Bereichen in einem BMW i3-Demonstrator vereint werden. Ohne diese grenzüberschreitende Zusammenarbeit wäre die Integration so vieler fortschrittlicher Technologien in einen einzigen Akku nicht gelungen.“
Blick in die Zukunft
Laut Pilav besteht der nächste Schritt für ALBATROSS in der Industrialisierung der entwickelten Technologien, von leichten Akkupackstrukturen bis hin zu fortschrittlicher Sensorik und vorausschauendem Management. „Diese Ergebnisse werden nicht nur zukünftigen Generationen von Elektrofahrzeugen zugute kommen, sondern auch zur Gestaltung von Standards und Vorschriften in Bezug auf Sicherheit, Recyclingfähigkeit und digitale Überwachung beitragen.“ „So wird ALBATROSS Europa dabei helfen, auf dem globalen Markt für Elektrofahrzeuge wettbewerbsfähig zu bleiben, wobei es gleichzeitig Klimaziele und nachhaltige Mobilität für die Bürgerschaft unterstützt“, schließt Pilav.