RESiLiTE

Das Projekt RESiLiTE (Robust, Economical, Silicon-rich, Lightweight, and Thermally Efficient battery packs) zielt darauf ab, die Energiedichte, die Energieeffizienz, den Betriebstemperaturbereich, die Brandsicherheit und die Nachhaltigkeit künftiger Batteriepacks für Kraftfahrzeuge und später auch für Flugzeuge zu erhöhen. Um die Projektziele zu erreichen, werden zylindrische Zellen im Format 4690 über einen Cell-to-Pack-Ansatz (C2P) in einem leichten Gehäuse dicht gepackt. Das Gehäuse wird aus recycelten, faserverstärkten thermoplastischen Materialien hergestellt.

Ein strukturell in das Gehäuse integrierter Zellhalter ermöglicht den vollständigen Verzicht auf Vergussmaterialien. Mit dem vorgeschlagenen Konzept wird eine Energiedichte von 230 Wh/kg auf Packungsebene angestrebt. Dies ist mehr als 19 % höher als bei den derzeitigen SotA. Dank der kombinierten indirekten Kühlungslösungen, die in den Zellenhalter des Gehäuses integriert sind, werden Lade-/Entladeraten von mehr als 4,5 C erreicht. Die Brandsicherheit wird durch ein Softventing-Konzept in Verbindung mit feuerhemmenden Materialien im Zellenhalter verbessert. Um ein hohes Maß an Redundanz bei den Sicherheitsmaßnahmen zu erreichen, wird eine fortschrittliche Diagnosesoftware mit der Implementierung von Sensoren für elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) einhergehen. Modellbasierte Algorithmen zur SoX-Schätzung werden in das BMS implementiert, um die Diagnosefähigkeit des Systems zu verbessern. Die Steuerung des Wärmemanagements wird über einen szenariobasierten Algorithmus mit Hilfe von neuronalen Netzen (NN) entwickelt. Dies wird die Energieeffizienz des Pakets erhöhen. Durch die Verwendung von thermoplastischen Materialien für das Gehäuse wird das Akkupack außerdem thermisch isoliert, was zu einer längeren Standzeit in kalten Umgebungen führt, bevor aktive Heizlösungen erforderlich werden. Die vorgeschlagenen Maßnahmen und Materialien tragen dazu bei, die Gesamtbetriebskosten während der gesamten Lebensdauer des Akkupacks zu senken, und bieten ein widerstandsfähigeres System im Hinblick auf die SotA.