Der Durchbruch des Elektroautos lässt auf sich warten. Dies liegt vor allem am zentralen Bauteil – der Batterie. Eine Simulationssoftware von Fraunhofer-Forschern hilft, deren Entwicklungsprozess zu beschleunigen.
Noch sind die Batterien teuer, schwer und groß. Neue Materialien sollen die Energiespeicher daher in punkto Kapazität, Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Sicherheit verbessern. Doch die Entwicklung solcher Materialien ist zeit- und kostenaufwändig.
Im Projekt ,,Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität“ haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern jetzt eine Software zur Simulation von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die diesen Prozess beschleunigen und effizienter gestalten soll. BEST, kurz für Battery and Electrochemistry Simulation Tool, heißt die neue Software.
,,Die Leistungsfähigkeit der Batterie hängt von den verwendeten Materialien der Komponenten ab. Diese müssen miteinander harmonieren. Mit unserer Software lassen sich unterschiedliche Materialkombinationen simulieren. So kann man die geeignete Zusammensetzung herausfinden. Das bisherige Testen nach dem Trial-and-Error-Prinzip entfällt“, sagt Dr. Jochen Zausch, Wissenschaftler der Gruppe ,,Komplexe Fluide“ am ITWM.
Berechnungen erfolgen mit einem speziellen, selbst programmierten Finite-Volumen-Verfahren, das die Forscher in die Software integrierten. Die Verteilung des Stromflusses gibt beispielsweise Aufschluss über die Wärmeproduktion in der Batterie. ,,Hotspots“, die sich entzünden könnten, sind mit der Software schnell aufgespürt.
Auch Alterungseffekte lassen sich mit BEST bewerten. Denn die Temperatur beeinflusst die Lebensdauer der Akkus. Ziel der Wissenschaftler ist es, das Programm um Alterungsmodelle zu erweitern, die diese Untersuchungenweiter vereinfachen.
Zu sehen ist die Software auf der Hannover Messe (4. bis 8. April) am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 2, Stand D 22.