14_FFG_KoRe - Kostenoptimierungspotential bei elektrischen Motorradenergiespeichern durch Zulassen von Verformungen in Crashlastfällen

Gegenwärtig werden elektrische Energiespeichersysteme (EES) von Elektromotorrädern derart konzipiert, dass sie bei mechanischen Beanspruchungen (Crashbelastung, Stoßbelastungen im Fahrbetrieb,) keinerlei Zelldeformation zulassen, um dadurch ein thermisches Durchgehen der Batterie, was im schlimmsten Fall zu einem Brand oder einer Explosion des EES führen kann, unter allen Umständen zu vermeiden. Da die in Motorrädern meist eingesetzten Batteriezellen aber gewisse Deformationen in Abhängigkeit der Belastungsrichtungen ohne Beschädigung zulassen, könnte der EES deutlich weniger robust und damit kostengünstiger sowie leichter konzipiert werden. Aufgrund dieser Tatsache soll in dem beantragten Forschungsvorhaben das theoretische Kosten- bzw. Gewichtseinsparungspotential in Abhängigkeit von bewusst zugelassenen, aber völlig unkritischen Maximaldeformationen ermittelt werden. Zu diesem Zweck wird ein parametriertes Finite Element Modell eines generischen EES hinsichtlich unterschiedlich gewichteten komplexen Zielfunktionen (Herstellkosten, Materialkosten, Sicherheitsreserven,) für ein schon vorhandenes Lastkollektiv optimiert, wobei spezielle Optimierungsmethoden für die explizite Finite Element Berechnung eingesetzt werden sollen. Das Projektergebnis ist ein wichtiger Bestandteil für eine Strategieentscheidung, ob bei zukünftigen EES-Konzeptionen für verschiedene Motorradklassen gezielt Deformationen zugelassen werden können, um Kosten- beziehungsweise Gewichtseinsparungen bei gleichzeitigem Vorhandensein von ausreichenden Sicherheitsreserven zu realisieren.