FEV ermöglicht effiziente Batterieauslegung für E-Mobilität

FEVs Energetic Layout Tool kann den Prozess der Evaluierung erster Konzeptideen und Untermauerung fundamentaler Konzeptentscheidungen um den Faktor drei verkürzen. Quelle: FEV Group

Aachen, April 2021 – Bei der Entwicklung batterieelektrisch betriebener Fahrzeuge ist der Energiespeicher von wesentlicher Bedeutung. Der Entwicklungsdienstleister FEV liefert mit dem Energetic Layout Tool nun eine Lösung, die schnell und anwenderfreundlich virtuelle Batteriepacks generieren kann. Durch den Fokus auf Automatisierung kann das Tool dabei mit geringem Aufwand eine große Menge an Konzepten auslegen und vergleichbar machen – zu signifikant gesenkten Entwicklungskosten. Somit ist es möglich, in nur zwei Wochen erste Konzeptideen zu evaluieren und fundamentale Konzeptentscheidungen zu untermauern.

Aktuell werden bei der Auslegung von Batterien und der Hochrechnung auf Zell- und Modulebene häufig Tabellenkalkulationsprogramme genutzt. Diese kommen aufgrund der Vielzahl an zu berücksichtigenden Faktoren und der rapide steigenden Projektkomplexität allerdings schnell an ihre Grenzen. 

Unter Berücksichtigung höchster Qualitätsansprüche gestaltet das Energetic Layout Tool FEVs Engineeringprozess von Hochvolt-Batteriesystemen besonders effizient, denn es müssen lediglich grundlegende Anforderungen an die Batterie eingegeben werden – wie z.B. Spannungsgrenzen, Kapazität, Gewicht, Dimensionen oder die Leistungsfähigkeit. In Verbindung mit einer vorangegangenen Zellauswahl sowie mit einigen wenigen Designparametern, etwa dem Abstand zwischen benachbarten Zellen und der räumlichen Aufteilung, generiert das Tool zunächst virtuelle Batteriemodule. Aus den Batteriemodulen können im nächsten Schritt unter Berücksichtigung weiterer Designvorgaben virtuelle Batteriepacks aufgebaut werden. Parallel dazu berechnet das Energetic Layout Tool automatisch in jeder Phase die grundlegenden und wichtigsten Charakteristika des jeweiligen Konzepts, etwa die Abmessungen, die gravimetrische und volumetrische Energiedichte oder die elektrische Leistung. 

„Mit dem Energetic Layout Tool sind wir in der Lage, unseren Kunden eine Vielzahl unterschiedlichster Konzepte auszulegen, zu berechnen und zu vergleichen“, sagt Dr. Michael Stapelbroek, Vice President Electronics & Electrification bei FEV. „Der Zeitdruck bei Entwicklungsprojekten dieser Art ist oft hoch. Neben Zeitvorteilen durch den hohen Automatisierungsgrad bis zu Faktor drei kann das Tool aber auch die Entwicklungskosten spürbar senken.“ 

Abschließend können die Batteriepacks, -module und -zellen in einem 3D-Plot dargestellt und beispielsweise mit dem im Fahrzeug verfügbaren Einbauraum verglichen werden. Zusätzlich können High-Level-Anforderungen definiert sowie automatisch mit den Charakteristika der virtuellen Batteriepacks verglichen und bewertet werden. Die Ergebnisse werden daraufhin – mit nur einem Knopfdruck – als Präsentation generiert.

Ebenfalls besonders an der Lösung von FEV ist, dass sie eine umfangreiche und ganzheitliche Betrachtung der Batterie vornimmt. Dabei kann eine Vielzahl unterschiedlicher Batteriezellen, typischerweise 15 bis 25, mit unterschiedlichen Formaten (Rundzelle, prismatisch, Pouch Bag) in Betracht gezogen werden. Hinzu kommt, dass nicht nur eine elektrische oder eine geometrische Auslegung erfolgt, sondern beide direkt berücksichtigt werden. So entstehen später keine negativen Überraschungen durch das jeweils andere Kriterium, die das Projekt verzögern könnten.

Ein weiterer Vorteil für den Kunden ist die Kopplung des Energetic Layout Tools mit der FEV Zelldatenbank. Sie enthält Informationen von deutlich über 1.000 Batteriezellen mit unterschiedlicher Chemie und Bauform sowie deren Auslegung auf verschiedenste Anwendungsbereiche. So ist durch den Abgleich stets sichergestellt, dass die mit dem Tool konzipierte Lösung auch immer die bestmögliche Umsetzung darstellt.