EU-gefördertes Projekt will E-Auto-Akkus revolutionieren

E-Autos sollen in Zukunft beliebter werden. Dieses Ziel hat sich das von der EU geförderte MARBEL-Projekt gesetzt. Das Projektteam arbeitet nämlich an einem neuen Konzept für E-Auto-Batterien. 

Durch das neue Design soll nicht nur die Batterie-Lebensdauer verlängert, sondern auch die Umweltauswirkungen insgesamt minimiert werden. Koordiniert wird das Projekt vom Eurecat Technology Center. 

➤ Mehr lesen: Durchbruch löst großes Problem von Lithium-Metall-Akkus 

Ein Design für ein langes Leben 

Um E-Autos zu verbessern, braucht es ein paar Änderungen der derzeit gängigen Herangehensweisen. Eine davon betrifft, wie die Batterien zusammengebaut werden. MARBLE setzt dabei einen Fokus auf eine modulare Bauweise. 

Das bedeutet, dass vorgefertigte “Bausteine” eines E-Autos wie bei Lego in neuen Autos verbaut werden können. So soll die Montage und Demontage einfacher werden. Das führt aber auch dazu, dass die einzelnen Module leichter repariert und gegebenenfalls ausgetauscht und bei anderen Anwendungen wieder verwendet werden können. 

➤ Mehr lesen: Salzbatterien aus Österreich sollen Lithium-Akkus ersetzen

Der Umgang mit kritischen Rohstoffen

Konkret enthalten die entwickelten Batteriepacks bis zu 60 Prozent recyceltes Aluminium. Dadurch erreiche man eine CO2-Einsparung von bis zu 777 Kilogramm CO2-Emissionen pro Batteriepack, heißt es in der Presseaussendung.  

Sind Teile in E-Autos nicht mehr zu gebrauchen, werden sie idealerweise wiederverwendet oder -verwertet. Denn nur, weil ein bestimmtes Material nicht für ein E-Auto taugt, heißt das nicht, dass es insgesamt wertlos ist. Ausrangierte Batterien können beispielsweise als Heimspeicher weiterverwendet werden. 

➤ Mehr lesen: Was tun mit alten E-Auto-Batterien?

Bei dem Projekt wird deshalb auch großer Wert auf die Materialrückgewinnung gelegt. Hochreines Graphit, Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sollen aus jenen Zellen zurückgewonnen werden, die nicht mehr für E-Autos verwendet werden können. 

Auf die Leistung kommt es an  

Um die Leistung von E-Autos zu erhöhen, wurde ein spezielles Kühlsystem entwickelt. Dieses soll eine gleichmäßige Wärmeabfuhr von Zellen und Stromschienen ermöglichen, was sich auch auf die Schnelligkeit des Ladevorgangs auswirkt. 

Zudem wurde eine schaltbare Verteilerbox in das Batteriesystem eingebaut. So kann zwischen elektrischen Spannungen zwischen 400 und 800 Volt gewechselt werden. 800 Volt braucht man beispielsweise, um schnell laden zu können. 

In Kombination mit Algorithmen zur Ladeoptimierung sollen aber nicht nur ultraschnelle Ladevorgänge möglich sein. Die genannten Änderungen sollen vor allem auch dazu führen, die Performance von E-Autos zu verbessern. Das soll sie bei Kundinnen und Kunden beliebter machen.

Intelligente Energieüberwachung 

Damit man den Überblick über den Zustand der E-Autos behält, wurde auch das interne Batteriemanagementsystem (BMS) verbessert. Durch drahtlose Kommunikation und die Energieüberwachung in Echtzeit können nicht nur Kosten, sondern auch Komplexität gespart werden. 

Durch den intelligenten Smart Cell Manager (iSCM) kann die Batteriezelle lokal überwacht werden. Da die Zelle über Bluetooth mit dem iSCM kommuniziert, wird die Kabellänge bei einem 16-Zellen Batteriepack von mehr als 20 Metern auf 80 Zentimeter reduziert werden. Das hat wieder Einfluss auf die Kosten, das Gewicht, aber auch die Komplexität beim Zusammenbau. 

Mithilfe eines digitalen Zwillings, der die Daten des BMS und des iSCM aber auch maschinelles Lernen verwendet, können Analysen über den Zustand der Batterien erstellt werden. Das betrifft beispielsweise die verbleibende Lebensdauer, den Ladezustand oder den allgemeinen Zustand der Batterie.