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Das Design des Batterieprototyps des MARBEL-Projekts legte besonderen Wert auf die einfache Montage und Demontage der Batteriekomponenten
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Bis zu 60 Prozent recyceltes Aluminium wurde integriert, wodurch 777 kg CO₂-Äquivalentemissionen pro Batteriepaket eingespart werden
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Es wurde ein intelligentes System entwickelt, das ein BMS mit einer KI-gesteuerten Lösung und einem digitalen Zwilling umfasst, der die verbleibende Nutzungsdauer einer Batterie sowie deren Ladezustand und Zustand vorhersagen kann
Barcelona, 28. März 2025 – Das europäische MARBEL-Projekt, koordiniert vom Eurecat Technology Center, hat ein neues Batteriekonzept für Elektrofahrzeuge entwickelt, das sich auf modulare und Ökodesign-Prinzipien im großen Maßstab konzentriert. Die Umsetzung dieses Ansatzes reduziert die Umweltbelastung und fördert die Kreislaufwirtschaft in der Automobilindustrie.
Das Ökodesign der Prototypen konzentrierte sich darauf, die Batteriekomponenten leicht montier- und demontierbar zu machen, was die Reparatureffizienz, die Wiederverwendung in anderen Anwendungen und die Recycelbarkeit direkt verbessert. Um dies zu erreichen, enthalten die entwickelten Batteriepakete bis zu 60 Prozent recyceltes Aluminium aus Post-Consumer-Abfällen – was einer Einsparung von bis zu 777 kg CO₂-Emissionen pro Paket entspricht – und priorisierten die Modularität, um die Lebensdauer der Batterie und ihrer Komponenten zu erhöhen, wodurch Abfall und Umweltbelastung reduziert werden.
Darüber hinaus führen die Prototypen Innovationen für ultraschnelles Laden ein, indem sie ein Kühlsystemdesign implementieren, das eine gleichmäßige Wärmeabfuhr von den Zellen und Stromschienen gewährleistet, kombiniert mit Optimierungsalgorithmen für den Ladevorgang. Eine umschaltbare Anschlussdose wurde ebenfalls hinzugefügt, um eine flexible Batteriearchitektur zu unterstützen, die nahtlose Übergänge zwischen 400 und 800 Volt und umgekehrt je nach Anforderungen ermöglicht und die Modularität sowohl für kleinere als auch für größere Batteriepakete unterstützt.
„Der Fokus auf Kreislaufwirtschaft und Recycelbarkeit ebnet den Weg zu einer nachhaltigeren Elektrofahrzeugtechnologie. Gleichzeitig begegnen wir durch die Optimierung der Batterieleistung den Haupthindernissen, die die Akzeptanz und Verbreitung von Elektrofahrzeugen behindern, wie begrenzte Reichweite und lange Ladezeiten, und ermöglichen so längere Fahrten, “ sagt MARBEL-Projektkoordinator Eduard Piqueras, European Program Manager bei Eurecat.
Zweitnutzung für Batterien und Ende der Lebensdauer
Ein Schlüsselelement, das das MARBEL-Projekt angegangen ist, war die Verlängerung der Batterielebensdauer durch Zweitnutzungsanwendungen, die deren Wiederverwendung, Recycelbarkeit und Aufarbeitung für Energielösungen jenseits des Automobilbereichs ermöglichen.
„Durch die Integration von Ökodesign-Prinzipien wie Modularität, Zweitnutzungsanwendungen und Materialien mit einem hohen Anteil an recyceltem Inhalt hat MARBEL die Batterienutzung verlängert, während der Materialwert erhalten blieb, wodurch Abfall effektiv reduziert und sowohl die Nachhaltigkeit als auch die wirtschaftliche Rentabilität gefördert werden,“ erklärt Violeta Vargas, Forscherin in Eurecats Abteilung für Abfall, Energie und Umweltauswirkungen.
MARBEL hat auch fortschrittliche Strategien zur Materialrückgewinnung integriert, um hochreines Graphit, Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt aus den Zellen am Ende ihrer Lebensdauer zurückzugewinnen, in Übereinstimmung mit der europäischen Verordnung über „Nachhaltigkeitsregeln für Batterien und Altbatterien“.
Intelligente Architektur
Die entwickelten Prototypen verfügen über eine intelligente Architektur, die Stromschienen für die Stromverbindungen verwendet. Diese Stromschienen können mit handelsüblichen Schraubverbindern einfach montiert und demontiert werden, und ihre flexiblen Formate wurden verfeinert, um Montagevorgänge zu vereinfachen und potenziellen Vibrationen im Batteriepaket des Fahrzeugs standzuhalten.
Darüber hinaus umfasst das Batteriemanagementsystem (BMS) drahtlose Kommunikation und intelligente Echtzeit-Energieüberwachung, wodurch Gewicht, Kosten und Designkomplexität erheblich reduziert werden. Speziell wurde für jede Batteriezelle ein intelligentes elektronisches Gerät (iSCM – intelligenter Smart Cell Manager) entwickelt, das eine lokale Zellüberwachung und direkte Kommunikation mit dem BMS über Bluetooth-Technologie ermöglicht.
Beispielsweise kann in einem 16-Zellen-Batteriepaket die Verkabelung von mehr als 20 Metern auf nur 80 Zentimeter reduziert werden, was Materialkosten, Gewicht und Montagekomplexität senkt und gleichzeitig die Gesamteffizienz erhöht.
Die vom BMS gesammelten Daten werden zusammen mit den vom iSCM generierten Informationen in einen digitalen Zwilling eingespeist, der von Algorithmen für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen angetrieben wird und prädiktive Analysen durch die Kombination mehrerer Datenquellen in einer einzigen webbasierten Anwendung ermöglicht. Das System kann die verbleibende Batterielebensdauer, den Ladezustand und den Zustand vorhersagen und abschätzen, wann die Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen wird, neben anderen Schlüsselparametern. Dies ermöglicht die Verfügbarkeit zuverlässiger Informationen zur Planung einer zweiten Nutzungsdauer basierend auf dem Gesundheitszustand der Komponenten.
Das Projekt wurde aus dem Horizon 2020 Programm der Europäischen Union gefördert. Das MARBEL-Konsortium umfasst 16 Partner aus acht Ländern: sechs Universitäten und Forschungszentren (
Das MARBEL-Projekt wurde im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms H2020 der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 963540 gefördert.
Kontaktinformationen
Eduard Piqueras
Projektkoordinator
Eurecat, Spanien
info@marbel-project.eu
