Farasis Energy forscht für mehr Sicherheit von Elektrofahrzeugen

Nürtingen, 18. Januar 2024 – Farasis Energy ist gemeinsam mit dem Unternehmen Kautex Textron GmbH & Co. KG (Lieferant für Energiespeichersysteme) und dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut,  EMI, Teil eines Forschungskonsortiums. Dieses hat das Ziel, kunststoffbasierte Batteriegehäuse mittels virtueller Auslegung sicherer zu machen und somit die Sicherheit von Elektrofahrzeugen zu erhöhen.  Der führende Entwickler und Produzent von hochleistungsfähiger Lithium-Ionen-Batterietechnologie sowie Pouch-Zellen für die Elektromobilität leitet dabei die Methodenentwicklung des Simulationsmodells zur Abbildung des thermischen Durchgehens einzelner Zellen und der Propagation im Modul. Ebenso unterstützt das Unternehmen bei allen batterierelevanten Themen innerhalb des Projekts. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte dreijährige Projekt startete im Juli 2023.

Projekt SiKuBa (Sichere und nachhaltige kunststoffbasierte Batteriegehäuse) erhält 2,6 Millionen EuroFörderung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.

Kunststoffgehäuse haben viele Vorteile gegenüber Metallgehäusen. Sie sind leichter, nachhaltiger und kostengünstiger in der Produktion, und verfügen über eine bessere elektrische Isolation.  Im Falle einer beschädigten Zelle kann das Batteriegehäuse enormen thermischen Lasten ausgesetzt sein, wenn aufgrund der Beschädigung ein thermisches Durchgehen einzelner Zellen stattfinden sollte und diese Reaktion im schlimmsten Fall auf Nachbarzellen übergreift (Thermal Propagation). Das Batteriegehäuse hat eine hohe sicherheitsrelevante Funktion in diesem Fall, da es die Ausbreitung der dabei entstehenden heißen Gase und Partikel eindämmt. Eine Herausforderung ist jedoch der Nachweis ihrer Sicherheit, der aufwendig und teuer ist.

Forschung für sichere Integration
Hier setzt das Projekt SiKuBa an. Die Entstehung und die Ausbreitung der heißen Gas- und Partikelströme sowie deren Interaktion mit Strukturelementen sollen experimentell analysiert und in Simulationsmodelle überführt werden, die zu einer erhöhten Kosten- und Zeiteffizienz in der Entwicklungsphase führen. Zudem wird die Beurteilung der Batteriesicherheit in Bezug auf Lastfallszenarien, Werkstoffe und Bauteildesign möglich sein.

Es erfolgt eine Untersuchung grundlegender Effekte auf Laborebene, darunter das thermomechanische Materialverhalten und die Zellentgasung. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in Simulationsmodelle integriert und schließlich durch physische Tests an einem Demonstrator-Gehäuse, das dem geplanten Produkt nahekommt, validiert. Die entwickelten Simulationsmethoden ermöglichen nicht nur erhebliche Zeit- und Kostenersparnisse während der Entwicklungsphase, sondern auch eine umfassende Bewertung der Batteriesicherheit unter einer Vielzahl unterschiedlicher Lastfall-Szenarien, Materialien und des Bauteildesigns.

Benefits für künftige Produktentwicklungen
Farasis Energy wird zusammen mit den Partnern ein detailliertes Modell zur Abbildung des thermischen Durchgehens entwickeln bzw. die im Unternehmen bereits vorhandenen Modelle verbessern. In künftigen Entwicklungsprozessen von Modul- und Packprojekten sollen die im entwickelten Simulationsmodell gewonnenen Erkenntnisse genutzt werden, um die Entwicklung zu beschleunigen, aber auch um kostenintensive Tests einzusparen. Zudem ermöglichen diese Simulationsmodelle dem Unternehmen die schnellere und sichere Integration von kunststoffbasierten Modul- und Packgehäusen.

Headerbild: Kautex Horizon Batteriepack, Teil der Pentatronic Batteriegehäuse Lösungen. Quelle: Kautex, https://www.kautex.com/en/mobility/battery-systems

Über Farasis Energy
Farasis Energy ist ein führender Entwickler und Produzent von hochleistungsfähiger Lithium-Ionen-Batterietechnologie sowie Pouch-Zellen für die Elektromobilität und weiteren nachhaltigen Energiespeicher-Lösungen. Das 2002 von Dr. Keith Kepler und Dr. Yu Wang in Kalifornien gegründete Unternehmen betreibt heute Forschungs- und Entwicklungszentren in China, Deutschland und den USA. Derzeit gibt es zwei Produktionsstätten in Ganzhou und Zhenjiang (China), weitere sind bis 2025 in der Entstehung mit einer geplanten Gesamtkapazität von 145 GWh/a. Mit der Gründung des Joint Ventures Siro zwischen dem türkischen Elektroautohersteller Togg und Farasis Energy entsteht auch ein neues Batteriewerk in Gemlik (Türkei), welches seit März 2023 bereits Module und Packs produziert. Mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung in Forschung und Entwicklung und mit knapp 300 Patenten gestaltet Farasis Energy als Pionier die Zukunft der Elektromobilität. Zu den großen strategischen Partnern zählen neben Togg ebenfalls Unternehmen wie Mercedes-Benz und Geely.
Weitere Informationen unter www.farasis-energy.com.

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