Wie Cell-to-Pack-Systeme den Batterieentwicklungsprozess verändern und welche neuen Tools dafür benötigt werden

In den letzten zehn Jahren wurden wesentliche Fortschritte in der Elektromobilität und in der Batterietechnologie erzielt. Während die Batteriepacks der ersten Generationen noch stark auf etablierten Architekturen und Plattformen aus dem Verbrennungsmotorenbereich basierten, treten wir nun in das Zeitalter dedizierter Elektroplattformen und hochintegrierter Batteriesysteme ein. Der Trend geht in Richtung Cell-to-Pack oder Cell-to-Car-Design; die Batterie als Kernelement verschmilzt immer mehr mit dem Gesamtfahrzeug. Dies führt zu grundlegenden Veränderungen im Entwicklungsprozess. Zentrale Herausforderungen sind die Wahl der richtigen Zelle, sowie das Verständnis der Zelleigenschaften in ihren Wechselwirkungen mit dem System. Der Übergang von modularen Packs zu vollintegrierten Systemen geht mit verschiedenen technischen und sicherheitsrelevanten Fragen rund um die Batteriezelle einher.

APL stellt die Vor- und Nachteile bestimmter Zellformate und -chemien für den Einsatz in Cell-to-Pack-Systemen vor und gibt Einblicke in neue Methoden. Die Batterien werden speziellen Testverfahren unterzogen, um zusammenhängende Fragestellungen in den Bereichen Gasanalyse, mechanische Zellintegration, Schnellladung sowie thermische Analyse einschließlich Thermal Runaway Prävention untersuchen zu können. Durch die anschließende Detaildiagnostik, die neben klassischen Zellöffnungen und Analysen auch neue nicht-invasive Lasermessverfahren und Gasanalysen umfasst, können gezielte Antworten gefunden werden. Lithium Plating und andere Alterungseffekte werden detektiert, Gasmenge und -zusammensetzung ermittelt und mit den Einflussgrößen in Beziehung gesetzt. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden Anpassungen am Packungsdesign vorgenommen und Betriebsstrategien überarbeitet.