Neuer Generation von Elektrofahrzeugbatteriepacks den Weg bereiten
Mit dem Versprechen von nahezu null Emissionen, höherer Effizienz, besserer Leistung und geringerem Kraftstoffverbrauch steckt in den Elektrofahrzeugen das Potenzial, Europa beim Erreichen seiner Klima- und Energieziele hilfreich zu sein. Um dieses Potenzial in die Realität umzusetzen, müssen diese Fahrzeuge jedoch ein Leistungsverhalten vorweisen, das mit dem traditioneller Kraftfahrzeuge vergleichbar ist. Gegenwärtig ist das nicht der Fall. Beispielsweise verfügen die meisten Elektrofahrzeuge über eine deutlich geringere Reichweite als benzinbetriebene Fahrzeuge, und die Tatsache, dass das Aufladen der Batterie bis zu einer Stunde oder sogar noch länger dauern kann, lässt das Fahren mit ihnen weniger komfortabel erscheinen. Was Elektroautos brauchen, ist eine bessere Batterie und genau hier liegt das Ziel des EU-finanzierten Projekts HELIOS(öffnet in neuem Fenster). „Mithilfe eines ganzheitlichen Ansatzes untersucht das Team des Projekts HELIOS optimale Ökodesigns und fortgeschrittene Prozesse, um innovative, leichtere und umweltfreundliche Elektrofahrzeugbatteriepacks als wirksame Modelle für urbane Elektromobilität zu demonstrieren“, erläutert Tomas Jezdinsky, freiberuflicher Berater der International Copper Association, die für die Verbreitung der Ergebnisse verantwortlich zeichnet.
Zwei voll funktionsfähige Konzepte für Elektrofahrzeugbatteriepacks
Das Herzstück des Projekts wird von einem einzigartigen Batteriepackkonzept gebildet, das sowohl modular als auch skalierbar ist. Der Pack ist außerdem hybridisiert, d. h. er enthält sowohl Hochenergie- als auch Hochleistungsbatteriezellen, wobei mit diesem Konzept Energie und Leistung entkoppelt werden und damit die Flexibilität des Konzepts zunimmt. „Mit einer Kombination aus Hochenergie- und Hochleistungszellen ist unsere Lösung darauf ausgelegt, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu vergrößern und die Ladezeiten zu verkürzen – und damit zwei der wichtigsten Hindernisse auszuräumen, die der Einführung von Elektrofahrzeugen im Wege stehen“, erklärt Jezdinsky. Im Rahmen des Projekts wurden letztlich zwei voll funktionsfähige Elektrofahrzeugbatteriekonzepte entwickelt, wobei eines für einen kleinen Personenkraftwagen bestimmt ist und das andere für einen Elektrobus. Bei beiden Konzepten kommt eine drahtlose Batteriemanagementsystemarchitektur zum Einsatz, und es ist eine geschlossene Wärmekreislaufbaugruppe vorhanden, die aus vier Modulen (entweder Hochleistung oder Hochenergie) besteht. „Diese Konfiguration bedeutet nicht nur, dass unser Batteriepack skalierbar und an verschiedene Anwendungsfälle bei Elektrofahrzeugen anpassbar, sondern auch, dass es zukunftssicher ist, da Zellen der nächsten Generation problemlos in den vorhandenen Pack integriert werden können“, fügt Jezdinsky hinzu.
Nachhaltiger, langlebiger und recycelbarer Batteriepack
Das Team des Projekts HELIOS hat nicht nur einen besseren Batteriepack gebaut, sondern auch Schritte unternommen, um sicherzustellen, dass der Pack nachhaltig ist. Dank seines modularen Aufbaus kann der Pack beispielsweise leicht zum Zweck der Energiespeicherung umkonfiguriert werden, wobei diese Neukonfiguration den gesamten Lebenszyklus des Systems verlängert. Zudem trägt die Arbeit des Projekts durch die Umsetzung von Ökodesign-Grundsätzen bei der Materialauswahl, der Bauform und der Montage dazu bei, den gesamten Lebenszyklus des Packs und das Recycling seiner Bestandteile zu verbessern. Das bedeutet außerdem, dass die Lösung EU-Initiativen wie die Verordnung zu kritischen Rohstoffen(öffnet in neuem Fenster) und die Batterieverordnung(öffnet in neuem Fenster) unterstützt.
Zusammenarbeit mit anderen EU-finanzierten Batterie-Projekten
Die HELIOS-Hybridlösung bleibt zwar ein Konzept, aber sie bildet einen Schritt in Richtung einer neuen Generation von Batteriepacks. „Dank der Erkundung der Vor- und Nachteile eines Hybridansatzes konnten wir neue Erkenntnisse gewinnen, die andere Projektteams nutzen können, um eine nachhaltige Elektrofahrzeugbatterielösung weiterzuentwickeln“, erklärt Jezdinsky abschließend. Einige der im Rahmen des Projekts entwickelten innovativen Technologien, darunter das drahtlose Batteriemanagementsystem, werden bereits von den Projektpartnern in Richtung Kommerzialisierung vorangebracht. Als Teil des COLLABAT Cluster(öffnet in neuem Fenster) von Batterie-FuE-Projekten arbeitet die HELIOS-Forschungsgruppe weiterhin mit den Teams anderer EU-finanzierter Projekte zusammen, darunter ALBATROSS, LIBERTY, MARBEL, InnoBMS, iBattMan, ARISE und S4MILE.
