\n English<\/a>.<\/p>\n
It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.\n <\/p>\n
Traktionsbatterien in Elektrofahrzeugen sind heute h\u00e4ufig so verklebt, dass im Schadensfall das gesamte Paket getauscht werden muss, denn einzelne Zellen oder Module lassen sich kaum entnehmen. Das Forschungsprojekt E-Track der TU Graz und der Universit\u00e4t Graz will das \u00e4ndern und hat Konstruktionsrichtlinien erarbeitet, die Reparatur, Demontage und Recycling deutlich erleichtern sollen, ohne Sicherheit oder Leistungsf\u00e4higkeit zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
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Wie die TU Graz in einer Mitteilung<\/a> erl\u00e4utert, untersuchte das von der \u00f6sterreichischen Forschungsf\u00f6rderungsgesellschaft FFG gef\u00f6rderte Projekt ein heute \u00fcbliches Basisdesign sowie zwei Alternativen. Die erste Alternative ersetzt verklebte Geh\u00e4usedeckel durch verschraubte Deckel mit mechanisch l\u00f6sbaren W\u00e4rmeleitpads. Die zweite setzt auf ein verschraubtes, gedichtetes Geh\u00e4use mit einem elektrisch isolierenden \u00d6l als K\u00fchlmedium. In beiden F\u00e4llen k\u00f6nnen beispielsweise Einsatzkr\u00e4fte nach einem Unfall oder Werkst\u00e4tten die Packs zerst\u00f6rungsfrei \u00f6ffnen und bei Bedarf einzelne Zellen entnehmen.<\/p>\n Reparaturfreundliche Designs, die sich lohnen<\/p>\n Markus Fasching vom Institut f\u00fcr Fahrzeugsicherheit der TU Graz fasst die Ergebnisse so zusammen: \u201eUnsere Arbeit zeigt, dass sich Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Kreislauff\u00e4higkeit durch ein durchdachtes Design gemeinsam verbessern lassen.\u201c Batteriezellen machen laut dem Projekt rund 75 Prozent der Gesamtmasse eines Packs aus und sind zugleich der gr\u00f6\u00dfte Kostenfaktor. Lebenszyklusanalysen innerhalb von E-Track zeigen, dass sich reparaturfreundliche Designs bereits lohnen, wenn ab etwa 8 Prozent der Zellen weiterverwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Die konstruktiven \u00c4nderungen zielen auf mehrere Ebenen: Statt gro\u00dffl\u00e4chig aufgetragener W\u00e4rmeleitpasten, die sich nur destruktiv entfernen lassen, kommen mechanisch l\u00f6sbare W\u00e4rmeleitpads oder ein entleerbares \u00d6lk\u00fchlsystem zum Einsatz. Schraubverbindungen mit definierten L\u00f6sepunkten ersetzen strukturelle Klebstoffe, klar abgegrenzte Abteile erlauben den gezielten Zugriff auf einzelne Module. Crashlastpfade werden dabei so \u00fcber Rahmenstrukturen gef\u00fchrt, dass das Geh\u00e4use nach einem Unfall weiterhin ge\u00f6ffnet werden kann.<\/p>\n Zwei K\u00fchlkonzepte im Vergleich<\/p>\n Die beiden alternativen Designs unterscheiden sich insbesondere beim Brandverhalten. Das Konzept mit W\u00e4rmeleitpads stellt eine definierte, aber begrenzte thermische Kopplung her: Im Fall eines lokalen Thermal Runaway breitet sich die W\u00e4rme potenziell weniger stark aus als bei gro\u00dffl\u00e4chigen Pasten. Das \u00f6lgek\u00fchlte Design hingegen kann als zus\u00e4tzliche W\u00e4rmesenke wirken und Hotspots im Crashfall d\u00e4mpfen. Gleichzeitig reduziert das elektrisch isolierende \u00d6l das Risiko von Kurzschl\u00fcssen bei mechanischer Besch\u00e4digung. Beide Varianten erleichtern nach einem Ereignis den Zugang zum Pack f\u00fcr gezielte K\u00fchlma\u00dfnahmen.<\/p>\n <\/p>\n <\/a><\/p>\n Blasendiagramm zum Vergleich der drei Batteriepack-Typen: X = Gesamtumweltwert (0\u20131, h\u00f6her = geringere Auswirkung), Y = Gesamtzirkularit\u00e4tswert (0\u20131, h\u00f6her = kreisf\u00f6rmig). Die Blasengr\u00f6\u00dfe stellt die Demontagezeit dar. (Pack 1 hat keine zerst\u00f6rungsfreien Demontagedaten und ist mit N\/A gekennzeichnet).<\/p>\n \n (Bild:\u00a0TU Graz)\n <\/p>\n Damit stehen die E-Track-Ergebnisse in deutlichem Kontrast zu modernen Cell-to-Pack- oder gar Cell-to-Body-Architekturen, wie sie etwa bei aktuellen Hochleistungsbatterien<\/a> zum Einsatz kommen. Diese maximieren zwar Energiedichte und Raumnutzung, indem sie Zellen direkt in die Packstruktur oder sogar in die Karosserie integrieren. Doch strukturell verklebte Packs mit Scherfestigkeiten von mehr als 20 Megapascal, ausgelegt auf 15 Jahre Lebensdauer, lassen sich praktisch nicht zerst\u00f6rungsfrei entnehmen. Nach einem Crash bedeutet das oft den Ersatz des gesamten Batterie-Chassis-Verbunds zu hohen Kosten.<\/p>\n Weiterlesen nach der Anzeige<\/p>\n Standardisierung k\u00f6nnte Einsatzkr\u00e4ften helfen<\/p>\n Fasching weist auch auf die Bedeutung f\u00fcr Rettungskr\u00e4fte hin: \u201eOhne einheitliche Design-Standards stehen Einsatzkr\u00e4fte im Ernstfall oft vor gro\u00dfen Herausforderungen, weil Aufbau und Verhalten von Batteriesystemen schwer einsch\u00e4tzbar sind.\u201c Standardisierte Packdesigns mit normierten Zugangspunkten, Hochvolt-Trennstellen und Markierungen k\u00f6nnten Feuerwehr und Katastrophenschutzorganisationen ein schnelleres Lagebild erm\u00f6glichen. In Verbindung mit Rettungsdatenbl\u00e4ttern nach ISO 17840 lie\u00dfen sich einheitliche Schulungsunterlagen erstellen, statt f\u00fcr jeden Hersteller separate Vorgehensweisen zu ben\u00f6tigen.<\/p>\n Erg\u00e4nzend hat E-Track Diagnosemethoden auf Basis der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) entwickelt. In Kombination mit virtuellen multiphysikalischen Modellen lassen sich interne Sch\u00e4den wie Mikro-Kurzschl\u00fcsse erkennen, die verz\u00f6gert zu Batteriebr\u00e4nden f\u00fchren k\u00f6nnen. Solche Verfahren k\u00f6nnten k\u00fcnftig auch Einsatzkr\u00e4ften Hinweise liefern, ob ein Pack nach einem Unfall stabil ist oder thermisches Durchgehen mit Brand oder Explosion droht.<\/p>\n Weg in die Normung ist realistisch<\/p>\n Die Ergebnisse des Projekts sind in der Fachzeitschrift Sustainable Production and Consumption publiziert worden<\/a>. Die Forschenden fokussierten sich zun\u00e4chst auf elektrische Zweir\u00e4der, betonen aber die \u00dcbertragbarkeit auf Pkw und Lkw. Dass die Designrichtlinien mittelfristig in verbindliche Normen einflie\u00dfen, halten die Beteiligten f\u00fcr realistisch: Artikel 11 der EU-Batterieverordnung fordert ab Februar 2027, dass portable Batterien und Batterien f\u00fcr Leichtfahrzeuge (LMT) entfernbar und ersetzbar sein m\u00fcssen. F\u00fcr EV-Traktionsbatterien enth\u00e4lt die Verordnung separate Anforderungen. ISO-Komitees und DIN-Arbeitskreise arbeiten bereits an Aktualisierungen relevanter Standards wie ISO 6469 oder DIN 91252. Der typische Normungsprozess dauert drei bis sieben Jahre, eine Integration der E-Track-Ergebnisse bis Anfang der 2030er-Jahre erscheint daher plausibel.<\/p>\n Lesen Sie auchMehr anzeigenWeniger anzeigen<\/p>\n Laut TU Graz haben mehrere Industriepartner bereits Interesse an Nachfolgeprojekten signalisiert, insbesondere zur Weiterentwicklung der Diagnosemethoden und multiphysikalischer Simulationsmodelle. Geplant sind unter anderem Demonstrator-Batteriepacks und Crashtests am Battery Safety Center Graz<\/a>, um Sicherheitsdaten f\u00fcr die Normung zu liefern. Die Frage, wie sich die Zielkonflikte zwischen maximaler Energiedichte<\/a>, kosteng\u00fcnstiger Serienfertigung und guter Demontierbarkeit aufl\u00f6sen lassen, d\u00fcrfte die Branche dabei noch lange besch\u00e4ftigen. E-Track liefert daf\u00fcr eine wissenschaftlich fundierte Ausgangsbasis.<\/p>\n Mehr \u00fcber ElektroautosMehr anzeigenWeniger anzeigen<\/p>\n<\/p>\n