Start-up der FH Kiel möchte intelligentes Lademanagement für Batterien entwickeln

Auf Deutschlands Straßen rollen immer mehr Elektroautos. Im ersten Halbjahr 2022 entfielen 13,5 Prozent der Neuzulassungen auf PKW mit Batterieantrieb, das sind fast 170.000. Ihre Zahl wird aller Voraussicht nach weiter steigen und damit der Bedarf nach leistungsfähigen und intelligenten Batteriesystemen. Mit ihnen befasst sich Prof. Dr.-Ing. Christoph Weber von der FH Kiel. Mit seinem Start-up Heimdalytics möchte er die Nutzungsdauer von Lithium-Ionen-Batterien erhöhen, indem er deren Aufladung intelligenter steuert.

Das Land Schleswig-Holstein fördert dieses Projekt „Life-Saver-Algorithmus für Lithium-Ionen-Batterien“ mit rund 200.000 Euro. Digitalisierungsminister Dirk Schrödter überreichte heute (11. November 2022) den Förderbescheid und würdigte das Projekt: „Die Dekarbonisierung unserer Wirtschaft wird nur möglich, wenn uns bei den Speichertechnologien ein großer Sprung gelingt. Es ist großartig, dass durch dieses Kieler Projekt Batterien beispielsweise von E-Autos nicht nach einigen Jahren entsorgt, sondern aufbereitet werden können. Das ist nachhaltig und schont die Ressourcen. Hier zeigt sich eindrucksvoll, wie vielseitig KI ist und wie sinnvoll sie eingesetzt werden kann. Dies leistet einen großen Beitrag, Schleswig-Holstein zum ersten klimaneutralen Industrieland zu machen und weltweiter Exporteur von Spitzentechnologien zu sein.“ 

Eine schnelle Aufladung stresst die Batterien, weil große Ladeströme hohe Temperaturen erzeugen. Und genau die gilt zu minimieren, erklärt Weber: „Wir wollen mit maschinellen Lernverfahren die unmittelbare Temperaturentwicklung aufgrund von hohen Strömen prognostizieren, damit können wir z. B. rechtzeitig die Ströme nur geringfügig begrenzen. Am Ende soll ein Algorithmus stehen, der trotzdem hohe Ladeströme im idealen Temperaturbereich der Batterie ermöglicht. Ich gehe davon aus, dass durch einen solchen Algorithmus die Lebensdauer von Batteriesystemen um zehn bis 20 Prozent verlängert werden kann.“

„Dank KI und mit Hilfe der durch das Projekt gewonnenen Daten können wichtige Aussagen zur Lebenserwartung von Batterien getroffen werden, die helfen Technologien in diesem Bereich zu verbessern. Durch die verstärkte E-Mobilität spricht das bereits jetzt einen riesigen Markt an, „sagte Schrödter.

Eine solche technische Lösung könnte auch für den Einsatz von Gabelstaplern eine Rolle spielen. Für die Logistikbranche ist die Schnellladefähigkeit von Batterien entscheidend. Aufgrund des Mehrschichtbetriebs in der Branche gewähren Gabelstaplerhersteller in der Regel Garantien von weniger als fünf Jahren auf Batteriesysteme. Auch hier könnte der Algorithmus aus Kiel helfen, langfristig Ressourcen zu sparen.  

Dies ist Weber und seinen Mitstreitern im Bereich des sogenannten Refurbishment bereits geglückt. Im Rahmen seines Start-ups Heimdalytics hat Weber ein Diagnosesystem für die Qualität gebrauchter Batteriemodule entwickelt. Verbrauchsbatterien von Elektroautos bestehen gewöhnlich aus rund acht Batteriemodulen. Ist eines von ihnen defekt, wird in der Regel die gesamte Batterie ersetzt. Mit seiner Methode sei dies nicht mehr nötig, erklärt Weber. „Wir können innerhalb des Batteriemoduls jeden einzelnen Zellverbund analysieren. Damit ist es möglich, gebrauchte Module miteinander zu vergleichen und ein defektes Modul durch ein adäquates gebrauchtes Modul zu ersetzen.“

Tatsächlich hat das Verfahren bereits international Interesse geweckt, in diesem Sommer sind indische Investoren bei Heimdalytics eingestiegen. Webers Diagnosesystem hat sich im Labor bewährt. Nun wird es seit drei Monaten beim Kooperationspartner Renault Lüdemann und Sens getestet und dort im kommenden Jahr zum Einsatz kommen.