Das Fachgebiet „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat zusammen mit dem Spin-off „PEM Motion“ im Namen der Manz AG, einem Maschinenbauunternehmen, ein Whitepaper zur Zukunft der Batterieproduktion erstellt. Die Studie hebt sechs Trends hervor, die dazu beitragen könnten, die Fertigung von Batteriezellen wirtschaftlicher zu gestalten.
- Grundlegende Veränderungen bei den Herstellern von Zellkontaktiersystemen: Die Batteriesysteme und die Anforderungen an ihre Hersteller werden sich radikal verändern. Das zeigt sich schon in den Fahrzeugen, die 2022 auf den Markt gekommen sind. Ziel ist es, die Energiedichte zu steigern und den Montageaufwand zu reduzieren, indem weniger Materialien verwendet werden, die nicht aktiv zur Energiespeicherung beitragen. Die Systeme sollen einfacher und einheitlicher sein und aus weniger Komponenten bestehen. Diese Veränderungen könnten dazu beitragen, die Stückzahlen zu erhöhen und die Kosten zu senken.
- Einführung von Cell-to-X-Architekturen: Zukünftig werden die bisherigen Strukturen von Batteriesystemen in Batteriezelle, -modul und -pack durch Cell-to-X-Architekturen ersetzt. Hierbei werden die Batteriezellen direkt in das Batteriepack oder das Fahrzeugchassis integriert, was zu einer höheren Energiedichte, einfacheren Produktion und besserer Wärmeableitung führt. Dies könnte auch das Gewicht reduzieren und die Sicherheit erhöhen.
- Steigerung des Energieinhalts von Batteriezellen: Ein weiterer Trend besteht darin, den Energieinhalt von Batteriezellen zu erhöhen. Für Zellkontaktiersysteme bedeutet dies, dass die Baugruppen größer und integrierter sein müssen, um möglichst wenig Aufwand und Kosten bei der Modulmontage zu verursachen.
- Vollständig vormontierte Zellkontaktiersysteme: Ein dritter Trend liegt in vollständig vormontierten Zellkontaktiersystemen. Dies bedeutet, dass Automobilhersteller weniger nachgelagerten Aufwand in der Batteriemodul- und Systemfertigung betreiben müssen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit für Maschinen- und Anlagenbauer, Vormontage-Konzepte zu entwickeln, die eine kostengünstige und zuverlässige Produktion der vielen Einzelkomponenten ermöglichen.
- Stärker lokal orientierte Batterieproduktion: Eine stärkere lokale Ausrichtung der Batterieproduktion wird zukünftig dazu führen, dass Lieferketten kürzer werden. Dieser Trend basiert auf der Beobachtung, dass Fahrzeughersteller bereits heute kurze Transportwege für die Batteriezellen, -module und -systeme bevorzugen. Für die Herstellung von Zellkontaktiersystemen rücken daher Standortfaktoren in den Vordergrund.
- Höhere Spannungen und mehr 800-Volt-Batteriesysteme: Der sechste Trend ist die Zunahme von 800-Volt-Batteriesystemen, die mit höheren Spannungen arbeiten. Ausgehend vom Segment der Premiumfahrzeuge, würden sich diese Systeme schrittweise auch in den Fahrzeugen für den Massenmarkt durchsetzen. Entsprechend werde der Marktanteil der 800-Volt-Batteriesysteme an den Neuzulassungen in der zweiten Hälfte der 2020er Jahre die 50-Prozent-Marke überschreiten.
Quelle: RWTH-Lehrstuhls PEM – Pressemitteilung per Mail
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