Laser und E-Mobilität Das gab es im Rahmen des 5. Lasersymposiums Elektromobilität

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Nach drei langen Jahren nur online, traf sich die Branche auf dem 5. Lasersymposium Elektromobilität LSE des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT endlich wieder in Präsenz in Aachen.

„Ob zu Land, zu Wasser oder in der Luft – überall ist der elektromobile Transport auf dem Vormarsch“, machte Prof. Arnold Gillner, Abteilungsleiter Business Development am Fraunhofer ILT, beim 5. Lasersymposium Elektromobilität LSE in Aachen, klar. Nun komme es darauf an, die bereits deutlich gesunkenen Batteriekosten von aktuell rund 100 US-Dollar pro Kilowattstunde noch weiter zu drücken. Dabei gewinne die ganzheitlich betrachtete, nachhaltige Herangehensweise an Bedeutung. Das, heißt es weiter, beginnt schon bei Werkstoffen ohne Kobalt, klimaneutralen Fertigungsverfahren und erstreckt sich bis hin zum sogenannten Re-use, also zur Wiederverwendung. Gillner weiter: „Es ist nicht nur wichtig, den Energieverbrauch bei der Fertigung von Batterien langfristig zu senken. Wir müssen auch ihre Energiedichte durch neue Materialien erhöhen.“ Außerdem sollte man mit Blick auf die Wiederverwendung von Batterien etwa an den Einsatz von ausgedienten Antriebsbatterien als stationäre Energiespeicher für den Heimbedarf denken.

Ein Player vom Polarkreis schafft hohe Energiedichte

Elektromobilität in einer seiner vielleicht spannendsten Formen präsentierte Matti Autioniemi, Geschäftsführer und Mitgründer des Start-ups Aurora Powertrains Oy aus dem finnischen Rovaniemi, der Hauptstadt von Lappland. DAs Unternehmen produziert als einer der ersten elektrische Schneemobile und lädt damit zu geführten Touren mit elektrischen Schlitten ein. Der sogenannte e-Sled wiegt in der Version mit der größten Batteriekapazität 270 Kilogramm. Die maximale Reichweite beträgt, je nach Batterie (Energiekapazität: 7 bis 21 Kilowattstunden) zwischen 40 und 100 Kilometer. Die arktischen Temperaturen dieser Region waren eine besondere Herausforderung, für die Aurora eine wasser- und staubdichte Batterie mit IP67-Klassifizierung entwickelt hat. Die modular skalierbare Batterie verfügt außerdem über ein flexibles Ladesystem für Gleich- und Wechselspannung. Zur Konditionierung der Batterie hat Aurora ein neuartiges Batteriemanagementsystem (BMS) inklusive einer integrierten Heizung konzipiert.

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Laserschweißen schlägt Ultraschallfügen

Die finnischen Entwickler konzentrierten sich bei dem Batteriekonzept nicht zuletzt darauf, eine möglichst hohe Energiedichte zu erreichen. Das war von Erfolg gekrönt. Denn mit über 190 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) stehe ein hervorragender Wert in Sachen Batterieenergiedichte zu Buche. Aurora Powertrain setzt dabei auf Lithium-Ionen-Batterien als sogenannte Pouch-Zellen mit 0,2 Millimeter messenden elektrischen Kontakten. Die platzsparenden Pouch-Zellen werden als leicht beschrieben und können direkt in anwendungsspezifischen Größen hergestellt werden. Weil der Platz für den produktiven Einsatz von Ultraschallschweißgeräten nicht ausreichte und das Verfahren mehr vertikalen Raum benötigte, ließ sich Aurora vom Fraunhofer ILT ein maßgeschneidertes Laserschweißsystem entwickeln.

Power-Pack nicht nur für Schneemobile

Das neue Batteriekonzept ist aber natürlich nicht nur für Schneemobile interessant. Aurora kann Größe und Spannungskonzept der beutelförmigen Batterien nämlich anpassen – zum Beispiel an den Einsatz in Elektrobooten, diversen Maschinen oder Energiespeichern. „Wegen der hohen Energiedichte und der IP67-Klassifizierung sind bereits mehrere Unternehmen an unserem Batteriekonzept interessiert“, betonte Autioniemi in Aachen. Derzeit entwickeln die Finnen, wie es weiter heißt, Konzepte für ein inländisches Elektrobootunternehmen und einen Geländewagen, dessen Batterie für 120 Kilowattstunden ausgelegt ist. Laut Autioniemi lassen sich mit damit Batterien selbst für größere Fahrzeuge oder sogar Lkw wirtschaftlich realisieren.

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