Wien (OTS) – Der Verkehrssektor – insbesondere schwere Nutzfahrzeuge
wie Busse und
Lkw – steht vor der dringenden Aufgabe, Treibhausgasemissionen
deutlich zu reduzieren, um die europäischen Klimaziele zu erreichen.
Elektrische Antriebssysteme sind dabei ein zentraler Hebel.
Für den Einsatz im Schwerlastbereich werden Batteriesysteme
benötigt, die hohe Energiedichte, maximale Sicherheit, lange
Lebensdauer, Schnellladefähigkeit und geringes Gewicht vereinen.
Nickelreiche NMC-Zellen bieten großes Potenzial zur Steigerung der
spezifischen Energie. Gleichzeitig steigen mit höherer Energiedichte
die Anforderungen an thermisches Management, strukturelle Integrität
und kontinuierliche Zustandsüberwachung. Konventionelle Batteriepack-
Architekturen stoßen hier hinsichtlich Sicherheit, Dauerhaltbarkeit
und Systemgewicht zunehmend an ihre Grenzen.
Zwtl.: SIERRA: Ganzheitliche Entwicklung bis zur Anwendungsreife
Das europäische Forschungsprojekt SIERRA adressiert diese
Herausforderungen mit der Entwicklung eines sicheren, nachhaltigen,
leichten und leistungsstarken Batteriepacks auf Basis nickelreicher
NMC-Zellen. Der Schwerpunkt liegt auf Anwendungen im elektrischen
Busverkehr. Das Gesamtsystem wird bis zum Technologie-Reifegrad 6 (
TRL6) validiert und damit auf eine spätere Industrialisierung
vorbereitet.
Zu den technologischen Innovationen zählen:
– Multiskalen-Modellierung zur kompakten und sicheren Auslegung des
Batteriepacks sowie zur Simulation des thermischen und mechanischen
Verhaltens
– Ressourcenschonende One-Shot-Fertigung von leichten Multimaterial-
Gehäusen
– Mehrstufige Überwachungskonzepte (Strukturüberwachung, thermisches
Mapping, Bestimmung von Ladezustand und Gesundheitszustand) bei
gleichzeitiger Reduktion der Systemkomplexität des
Batteriemanagements
– Vollintegrierte Kühlsysteme und gedruckte Stromschienen zur
Unterstützung hoher Ladeleistungen über ein breites Betriebsfenster
Die Integration des Batteriepacks in das Gesamtfahrzeug wird
mithilfe eines digitalen Zwillings simuliert. Sämtliche
Entwicklungsarbeiten folgen dem „Safe-and-Sustainable-by-Design“-
Ansatz und berücksichtigen Sicherheits- und Nachhaltigkeitsaspekte
von Beginn an.
Zwtl.: Beitrag des AIT: Modellbasierte Optimierung auf Pack- und
Fahrzeugebene
Das AIT Austrian Institute of Technology bringt seine umfassende
Expertise in der modellbasierten Entwicklung von Batteriesystemen in
das europäische Konsortium ein. Der Schwerpunkt liegt auf
Simulationen auf Ebene des Batteriepacks sowie des Gesamtfahrzeugs,
um sichere und energieeffiziente Leichtbaukonzepte systematisch zu
entwickeln und abzusichern.
Durch die virtuelle Analyse von thermischem Verhalten,
Energieflüssen und sicherheitsrelevanten Parametern unterstützt das
AIT die Optimierung hinsichtlich des Gewichts, der Leistungsfähigkeit
und der Betriebssicherheit. Simulationen ermöglichen es,
Designentscheidungen frühzeitig zu validieren, Entwicklungsrisiken zu
reduzieren und die Systemperformance gezielt zu steigern.
Dr. Mirza Popovac, Projektleiter am AIT, betont: „Im SIERRA-
Projekt nutzen wir simulationsbasierte Methoden auf Batteriepack- und
Fahrzeugebene, um sichere und energieeffiziente Leichtbau-
Batteriekonzepte für den Schwerlastverkehr zu entwickeln. So können
wir Designentscheidungen frühzeitig absichern und die
Leistungsfähigkeit zukünftiger elektrischer Nutzfahrzeuge gezielt
verbessern.“
Zwtl.: Konsortium und Förderung
SIERRA vereint elf Partner aus sieben europäischen Ländern und
deckt wesentliche Kompetenzen entlang der Batterie-
Wertschöpfungskette ab – von Materialentwicklung über
Systemintegration bis zur Validierung.
Gefördert wird das Projekt durch die Europäische Union im Rahmen
des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe unter der
Fördervereinbarung Nr. 101202495.
Über das AIT
