Die US Unternehmen bzw. Organisationen Voltaiq, Batemo und Energy Assurance haben einen umfassenden Batterie-Benchmarking-Index veröffentlicht, der datengestützte Einblicke in die Zellleistung bietet, die für die Bewertung und Auswahl der optimalen Batterien in der Luft- und Raumfahrt, in Elektrofahrzeugen, in der Industrie, in der Medizin, in Elektrowerkzeugen und in stationären Anlagen erforderlich sind.

 

Welche Batterie für welchen Einsatz

• Eine Software hilft Ingenieuren die beste Batterie fürs E-Auto zu finden
• Die erste umfassende Quelle für eine datengestützte Bewertung, wie gut und sicher eine Batterie funktionieren wird.

Da der Automarkt kurz vor dem Hochlauf der E-Fahrzeugproduktion steht, kann es extrem wichtig sein, dass mit Daten von Voltaiq die richtige Batterie ausgewählt wird.

So können Risiken bei der Markteinführung, sowohl technische und sicherheitsrelevante, wie auch Haftungsrisiken frühzeitig erkannt und eingedämmt werden. Rückrufe aus anderen Anwendungen, z. B. im Smartphone oder Laptop – können auf einzelne Batteriechargen oder sogar nur ganz bestimmte Materialkombinationen begrenzt werden, so die Erfahrungen des US-Startups Voltaiqs über den Einsatz seiner Software im Bereich Telekommunikation und Informationstechnik.

Die Batterie ist eine Black-Box

Hier hinken die Autohersteller anderen Wirtschaftsbranchen hinterher. So war beispielsweise der Rückruf des Chevy Bolt im letzten Jahr nicht nur ein zahlenmäßig großer, sondern auch ein teurer Rückschlag für GM – und vielleicht sogar für den gesamten Markt für Elektrofahrzeuge.

Weder Autohersteller noch der Lieferant der Batteriezellen konnten genau bestimmen, welche Batterien Mängel aufwiesen. Die Unternehmen wussten nur, dass Probleme bei der Herstellung der Batteriezellen das Brandrisiko in einigen, aber nicht in allen Fahrzeugen erhöhen könnten. Das Startup Voltaiq, arbeitet daran, dass diese Art von Rückrufen, bei denen aus Unkenntnis einfach alle Batterien in allen Autos ausgetauscht werden, nicht zur Regel werden, denn das würde Vertrauen in die noch junge E-Mobilität zerstören.

Batterietechnik ist noch kein fertiges Produkt

Eine Technologie, die noch nicht zu Ende entwickelt ist, muss kein Manko sein, solange man die Veränderungen und ihre Auswirkungen auf den Betrieb und Sicherheit exakt abschätzen kann und im Einsatz verlässlich managen kann. Man muss sich nur auf den aktuellen Konferenzen umhören. Mangan beispielsweise soll Cobalt in der Batterie ganz ersetzen, Nickel um 30 Prozent reduziert. Die Energiedichte kann um 35 Prozent gesteigert werden, während Kosten um 27 Prozent fallen werden und das sogar umweltfreundlich.

Gleichzeitig erhitzen sich die Gemüter der Zellen-Ingenieure bei der Frage, wann Zellen und Packs als dicht zu bezeichnen sind und welche Anforderungen an das Thermomanagement einer Batterie zu stellen sind. An Ideen mangelt es nicht. Das Entwicklungstempo ist enorm, weshalb die Batterietechnik laufend an den technischen Fortschritt angepasst wird. Das macht es extrem schwierig alle Daten zu den Batterie-Komponenten und -Konfigurationen aktuell zu halten, ohne KI unmöglich.

Risiken können von existenzieller Bedeutung sein

Aber es geht auch um handfeste finanzielle Risiken, wenn in Zukunft 25 bis 40 Prozent des Kaufpreises eines E-Fahrzeuges allein die Batterietechnik ausmacht. Angesichts dieses extrem hohen Wertanteils kann ein tiefgreifendes Verständnis von Batterien über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg für Unternehmen, die Fahrzeugplattformen und Produktlinien elektrifizieren – das kann auch der E-Drive Systemzulieferer sein, von existenzieller Bedeutung.

Angesichts der rasanten Expansion der Batterieindustrie kommen die Gerätehersteller mit der Zertifizierung und Qualifizierung von neuen Lieferanten von Chemikalien und Zellen nicht mehr schnell genug hinterher. Außerdem steckt die Technik, insbesondere beim Material bei der Zellkonstruktion, Thermomanagement und Packaging noch in der Entwicklung, weshalb sich die Komponenten auch während ihrer Produktionsphase an den Stand der Technik angepasst, also verändert werden.

Mit dem Batterie-Index dauern Bewertungs- und Auswahlprozesse nicht mehr Monate, sondern können jetzt in wenigen Tagen durchgeführt werden. Dafür bietet der Battery-Index Informationen und Einblicke, die Ingenieuren bisher nicht zur Verfügung standen. Dies ist die erste umfassende Quelle für eine datengestützte Bewertung, wie gut und sicher eine Batterie funktioniert. Dieser kommerzielle Batterie-Index enthält Daten zur Ausgangssituation, aus Alterungstest und Demontage sowie Informationen zu Modell- und Schlüsselkomponenten, die benötigt werden, um neue Lieferanten zu qualifizieren oder einen Vergleich mit der Konkurrenz zu ziehen.

Batterie-Index Datenbank wird von der Software-Plattform von Voltaiq bereitgestellt

Die Datenbank wird über die Softwareplattform Enterprise Battery Intelligence (EBI“) von Voltaiq als eigenständiger, unabhängiger Dienst bereitgestellt.

Der Batterie-Index wird durch Partnerschaften von drei führenden Unternehmen im Batteriebereich ermöglicht: Voltaiq, dem führenden Anbieter von Batterieanalysen, Batemo, dem branchenweit umfassendsten Experten für Zellmodellierung, und Energy Assurance LLC, dem branchenweit größten unabhängigen Zelltestlabor in Nordamerika mit über 3.000 Testvorrichtungen.

Der Kunde darf nicht zum E-Auto-Dauertester werden

Durch den Einsatz der Softwareplattform von Voltaiq sparen Batterie-Entwicklungsteams bis zu 50 % der Zeit für Batterietests, verdreifachen die Geschwindigkeit von den Tests bis zur Analyse und den Erkenntnissen und ermöglichen zu 90 % automatisierte Workflows für das Batterie Datenmanagement. Bislang werden die Daten zu den Komponenten vielfach von den beteiligten Lieferanten in unterschiedlichen Dateiformaten, aber eben nicht einheitlich bereitgestellt oder in einem gemeinsamen Programm verarbeitet. Dies ist also der Schlüssel, damit trotz des immer schneller werdenden Tempos und Anzahl von E-Neuwagen Einführungen nicht der Autofahrer zum Auto-Dauertester wird.

Valider und automatisierter Prozess beschleunigt die EV Entwicklung

Die Softwareplattform Enterprise Battery Intelligence™ ermöglicht es der Automobilindustrie, die Entwicklung von Elektrofahrzeugen insbesondere Batterien bzw. Akkus zu beschleunigen und das robusteste Batteriedesign schnell zu ermitteln, darüber hinaus Einblicke in die Fertigungsabläufe zu erhalten und die Einhaltung von Qualitätskriterien zu gewährleisten.

Darauf aufbauend bietet der Batterie-Index einen wiederholbaren Prozess, der die robustesten Test- und Modellierungsstandards der Branche erfüllt. Eine umfangreiche und diversifizierte Zellen-Datenbank ist dafür die Grundlage, die mit branchenführenden Batterieanalysen gekoppelt ist. Dadurch erhalten Hersteller von EVs bei der Beschaffung von Batterien mehr Flexibilität ohne Kompromisse bei Sicherheit und Qualität eingehen zu müssen. Fahrzeughersteller können so mit dem raschen Fortschritt der Mobilität und seiner Komponenten Schritt halten, der sich durch die Elektrifizierung der Fahrzeuge deutlich beschleunigt hat und rasch weiter verändert.

Autohersteller sind (noch) keine Softwarehersteller

Die aufkeimende Konkurrenz für Teilaspekte ihrer Batterie-Intelligenz Software verschärft den Wettbewerb für Software-Dienstleister wie Voltaiq nicht. Für Tal Sholklapper, CEO und Co-Founder des Startups geht die Konkurrenz vor allem von ihren potenziellen Kunden aus:

“Die meisten OEMs oder Zulieferer sehen sich nicht als Batteriehersteller. Und doch sind Batterien und ihre technischen Daten von so zentraler Bedeutung, dass sie immer noch den Wunsch haben, dieses Wissen selbst besitzen und intern zu verarbeiten. Wir werden immer wieder mit dem „Build-versus-Buy“-Verhalten“ konfrontiert”, so Tal und verweist darauf, dass zwei Kunden, die diesen Ansatz zunächst ausprobierten und es versuchten selbst in die Hand zu nehmen – es waren Microsoft und Google – heute Voltaiq-Kunden sind, wie ebenso erste Autohersteller in USA und ansatzweise in Deutschland.

Linktipps

• Mercedes-Benz – Feststoff-Batteriezellen
• Audi – Batterien braucht das Land
• 2021 – Mercedes-Benz – Batterieproduktion
• 2021 – Elektromobilität: Problem alte Batterien?
• 2019 – VW Werk für Batteriesysteme in Braunschweig
• 2012 – Batteriemarkt für E-Fahrzeuge

Fotos © J. Kyle Keener (Pressefoto, Voltaiq), © Audi, © Volkswagen, © Redaktionsbüro Kebschull