Systemmodell für vorausschauende Batterieentwicklung

Batterietechnik Systemmodell für vorausschauende Batterieentwicklung

14.02.2024 Quelle: Pressemitteilung 1 min Lesedauer

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Der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components der RWTH Aachen hat das Projekt Model2Life nach drei Jahren beendet. In dem Verbundvorhaben wurden Weiterverwendungsszenarien für mobile Batteriesysteme untersucht. Im Rahmen dessen arbeiteten die Partner daran, Anforderungen an spätere Second-Life-Nutzungen frühzeitig in die die Entwicklung von Zell- und Systemkonzepten einzubinden.

Im Projekt Model2Life wurden bestimmte Weiterverwendungsszenarien für mobile Batteriesysteme untersucht. Im Mittelpunkt standen Second-Life-Szenarien.(Bild: Volkswagen AG) — Im Projekt Model2Life wurden bestimmte Weiterverwendungsszenarien für mobile Batteriesysteme untersucht. Im Mittelpunkt standen Second-Life-Szenarien.
(Bild: Volkswagen AG)

Zusammen mit dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) sowie dem Lehrstuhl und Institut für Maschinenelemente und Systementwicklung (MSE) der RWTH Aachen hat der Lehrstuhl Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) unter anderem den Einfluss der Alterung und der Lebensdauer auf die Leistungsfähigkeit und die Sicherheit von Batterien in ihrem zweiten Lebenszyklus untersucht. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer möglichen Weiterverwendung in einem stationären Energiespeicher nach mehrjähriger Erstnutzung in einem Elektrofahrzeug.

Folgeprojekte geplant

Die Partner erarbeiteten hierfür ein mechanisches Bauraummodell, ein thermisches Modell, ein Alterungsmodell, ein elektrisches Verschaltungsmodell und ein Kosten- sowie CO₂-Modell. „Das Projekt hat gezeigt, wie wichtig Simulationen im Entwicklungsprozess von Batterien sind“, unterstrich PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Daher seien bereits Folgeprojekte geplant, die den Model2Life-Ansatz weiterverfolgen und in die Industrie überführen.

SysML-Modell für Batteriesysteme

Die Projektpartner hatten die Grundstruktur einer Batterie im Sinne des Model-Based Systems Engineering (MBSE) umgesetzt. Ergebnis ist ein SysML-Modell für Batteriesysteme, an das sich unterschiedliche Teilmodelle anbinden lassen. Model2Life war ein Begleitprojekt des von der Bundesregierung geförderten Kompetenzclusters Batterienutzungskonzepte, kurz BattNutzung, und sollte Wege für eine signifikante Steigerung der Wiederverwendungsquote von gebrauchten, noch funktionsfähigen Batteriezellen aufzeigen. Außerdem wollten die Projektpartner eine Verbesserung der Produkt- und Prozessgestaltung von Batteriesystemen erreichen, indem die Schnittstelle zwischen der Erstnutzung und dem Second Life als Weiterverwendung einer Batterie optimiert und dadurch eine Kreislaufschließung ermöglicht wird. (se)

Nachdem sie ihre neue Lithiumbatterie schnell aufgeladen hatten, beobachteten die Forscher, dass ihre Indiumanode eine glatte Lithiumelektrodenabscheidung aufwies, während andere Anodenmaterialien Dendriten bilden können, die die Leistung der Batterie beeinträchtigen. (Bild: Cornell University)

Natrium-Ionen-Batterien könnten eine Alternative für Lithium-Ionen-Akkus sein. Vorteil: Natrium ist in großen Mengen vorhanden, weil es beispielsweise aus Meersalz gewonnen werden kann. Im Forschungsprojekt 4NiB arbeitet man an einer kostengünstigen Natrium-Ionen-Batterie u.a. für den Stadtverkehr. (Bild: Stefanie Eckardt)

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Stand: 08.12.2025

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