In der Elektrik liegt die Kraft
Was steckt eigentlich hinter einer "Batterie" in einem Elektrofahrzeug? Wir geben einen ganz kurzen Überblick über Zelle, Modul und Pack.
Batterien für Elektromobilität entstehen in unterschiedlichen Fertigungsschritten. Auf allen Ebenen der Fertigungsschritte finden umfassende Qualitätsprüfungen statt. Die einzelnen Fertigungsschritte erfolgen meist in unterschiedlichen Werken.
Batteriezellen
Der erste Produktionsschritt ist die weitgehend automatisierte Fertigung von Batteriezellen, die vereinfacht aus Anoden, Kathoden, Separatoren und Elektrolyt bestehen. Nur bei der Zellenproduktion werden Chemikalien verarbeitet. Batteriezellen werden derzeit entweder als Pouch-Zellen, als Rundzellen oder prismatisch gefertigt.
Module
Module bestehen aus mehreren Zellen. Je nach verwendeter Zellentechnologie muss ausreichend Raum für die Ausdehnung der Zellen (Pouch) vorgesehen und ihre Kühlung sichergestellt werden. Die Zellen müssen in einen Rahmen montiert und verschaltet werden. Vor der Montage werden sie auf ihre Qualität geprüft, gereinigt oder aktiviert und anschließend in die Rahmen montiert oder miteinander verklebt. Anschließend werden die Module mit wärmeableitenden Folien isoliert, die zudem den Stromfluss zu Nachbarmodulen unterbrechen und damit als Brandschutz wirken. Anschließend werden die Platinen des Batteriemanagementsystems angeschlossen und montiert. Vor der Montage mehrerer Module zu einem Pack werden Kabel angebracht und das Modul über Deckplatten verschlossen.
Batteriepacks
Mehrere Module werden in einer Wanne zu einem Batteriepack montiert. Vor der Montage der Module werden Kühlplatten für den Betrieb und eine Heizung für den Wintereinsatz in die Wanne montiert. Die Zellmodule werden im Rahmen befestigt und miteinander verschaltet. Auf Packebene werden die Module über ein zentrales Hochvoltmodul, den Batteriemanagementsystem-Master und das zentrale Kühlmodul gesteuert. Für die Montage des Hochvoltanschlusses sind nur entsprechend qualifizierte Mitarbeiter zugelassen. Anschließend muss das Pack für die Montage ins Fahrzeug vorbereitet und verschlossen werden. Vor der Montage muss der gewünschte gleichmäßige Ladestand hergestellt und die jeweils aktuelle Batteriemanagementsoftware aufgespielt werden.