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AVL-Containerprüfstände für die Batterie der Zukunft

Der elektrifizierte Antriebsstrang spielt eine wichtige Rolle bei der individuellen Mobilität der Zukunft. Insbesondere die Entwicklung von batterieelektrischen Fahrzeugen steht dabei im Fokus der Automobilindustrie. Für Valmet Automotive liefert AVL im Rahmen einer einzigartigen Zusammenarbeit ein gesamtes Container-Batterieprüffeld und beweist damit, dass sie der richtige Technologiepartner für derartige Großprojekte ist.

Die Entwicklung von Batterien ist ein Gebiet, in dem viel Know-how und modernste Mess- und Prüftechnik benötigt wird. Die Batterie als Energiespeicher steht im Mittelpunkt und muss – vor ihrem serienmäßigen Einsatz in einem Fahrzeug – eine Reihe an komplexen Anforderungen im Hinblick auf Reichweite, Ladezeiten, Sicherheit und Kosten erfüllen. Wir sprechen mit Herrn Stefan Sommer, Bereichsleiter Testing, Herrn Jan Stulken, Teamleiter Testkoordination eDrive, Herrn Frank Gedemer, Teamleiter Aufbau und Prüffeld und Herrn Sebastian Bohnet, Test Engineer Testkoordination eDrive der Valmet Automotive Engineering GmbH, über das gemeinsame Projekt und den Antriebsstrang der Zukunft.


AVL: Valmet Automotive engagiert sich besonders im deutschen Markt und ist gerade sehr aktiv im Bereich Elektrifizierung. Was ist Ihre Motivation und wie sieht für Sie die Mobilität der Zukunft aus?
VA/SO: Das Automobil, wie wir es nun über viele Jahre definiert haben, verändert sich aktuell sehr stark in ein autonomes Vehikel, das eine bisher ungeahnte Mobilität ermöglichen wird. Wir möchten am technologischen Wandel mitwirken und die Chance nutzen, diese Zukunft aktiv zu gestalten.

AVL: Sie konzentrieren sich mit AVL auf die Batterietests. Wie ist Ihre Ausgangsposition in diesem Entwicklungsfeld?
VA/SO: Im Bereich der Batterieerprobung sind wir an unserem Standort in Uusikaupunki (FIN) nun schon seit über 10 Jahren innerhalb unserer R&D-Projekte aktiv. In Deutschland hat die Erprobung von Speichersystemen vor circa zwei Jahren begonnen. Zu unserem Leistungsportfolio zählen schon heute eine Vielzahl an Tests – von der Zellcharakterisierung über Modultests bis hin zu elektrischen und mechanischen Leistungsprüfungen von kompletten Hochvoltspeichersystemen.

AVL: Was sind die Anforderungen an Energiespeichersysteme für die Antriebe der nächsten Generation?
VA/BO: Ob sich die Nutzung einer Hochvoltbatterie nun primär auf die Innenstädte mit Stop-and-Go-Verkehr konzentriert, oder zur Überwindung großer Distanzen Hybridlösungen herangezogen werden, der Energiespeicher ist einer der wichtigsten Komponenten. Um dem Verbrennungsmotor in Zukunft den Rang streitig machen zu können, sollten sie bei steigender Leistungsdichte eine sehr hohe Sicherheit bieten und dabei für den Kunden bezahlbar bleiben.

AVL: Wie können Sie sicherstellen, dass Ihre Energiespeichersysteme immer den Anforderungen entsprechen?
VA/ST: Wir entwickeln mit unseren Kunden die Batteriesysteme von Morgen. Hierbei bringt unser Kunde eine Vielzahl an Anforderungen mit, die wir paaren mit unserem Know-how in Thermomanagement und Batteriemanagement. Ich denke, dass die Themen Thermomanagement und Batteriemanagementsystem in Zukunft entscheidend sein werde, wie hochwertig ein Energiespeichersystem entwickelt wurde und wie erfolgreich dieses am Markt ist. Der dritte entscheidende Faktor sind die Batteriezellen, die dem aktuellstem Stand der Technik entsprechen müssen.

Neue Zusammenarbeit mit Vorzeigecharakter

Zur Erreichung gemeinsamer strategischer Ziele im Hinblick auf die Entwicklung und das Testen von leistungsstarken Batterien initiierten Valmet Automotive und AVL ein gemeinsames Projekt. In dessen Rahmen wurde ein maßgeschneidertes Batterieprüffeld in Containerbauweise entwickelt, das von Anfang an auch für eine zukünftige Erweiterung ausgelegt ist. Dabei erfolgten die Planung und Realisation des Projektes in einer beispielhaften Laufzeit.

AVL: Valmet Automotive war bisher noch nicht Kunde von AVL. Was hat Sie davon überzeugt mit AVL zusammenzuarbeiten?
VA/SO: Ich habe von Beginn an die vertrauensvolle Zusammenarbeit sehr geschätzt. Besonders gefreut hat mich von Anfang an die Tatsache, in Graz ein Team gefunden zu haben, das mit hoher Motivation und dem nötigen Drive arbeitet. Technologisch gesehen bietet die AVL eine leistungsstarke, schlüsselfertige Lösung, die uns bei der Umsetzung unserer Ziele in kürzester Zeit die notwendige Erfahrung und Sicherheit bietet. Mit der nun vorliegenden Lösung wurde ein state-of-the-art Prüfstand erarbeitet, der an Leistung und Effizienz unschlagbar sein wird.

AVL: Sie haben einen Partner gesucht, der umfassende Kompetenzen bietet. Haben Sie Ihn in AVL gefunden?
VA/SO: Die AVL bietet umfangreiche Erfahrung bei innovativen HVS-Prüfständen. Ein breites Angebot an Softwarelösungen und hoch automatisierten Prozessen wird innerhalb der eDrive-Erprobung an Bedeutung zunehmen. Die AVL bringt das mit, was wir bei einem zukünftigen Partner suchen.

AVL: Wie unterstützt Sie das Containerlabor von AVL bei der Entwicklung und dem Testen Ihrer Produkte?
VA/GE: Die Automatisierungs- und Planungs-Software, die von AVL in den Containern eingesetzt wird, hilft uns die Prüfstandkapazitäten optimal zu planen, auszulasten und zu überwachen. Das gewährt uns und unseren Kunden die höchstmögliche Sicherheit – zu den vereinbarten Terminen, für unsere Anlagen, für die Prüflinge, für Mensch/ Mitarbeiter und Umwelt.

AVL: Wie gestaltet Valmet Automotive den Aufbau seiner Testkapazitäten?
VA/GE: Wir hatten schon immer den Anspruch, am Markt flexibel zu sein und dieses auch zu bleiben. Durch den modularen Aufbau der Testcontainer können wir unserem Anspruch gerecht werden und weiterhin flexibel am Markt agieren. Die Containerlabors können ohne Probleme an den Markt angepasst oder sogar erweitert werden.

AVL: Sie planen, zukünftig sehr kompakte und energiereiche Akkus zu entwickeln. Welche Rolle spielt AVL bei dieser Entwicklung?
VA/ST: AVL sehe ich in der Rolle, uns die benötigte Prüfstands-Hardware und -Software zur Verfügung zu stellen. Durch die immer größere Energie in den HV-Speichern wird eine immer größere Leistungsabgabe und Leistungsaufnahme gefordert. Hierzu muss der Prüfstand immer den Anforderungen der Batterie voraus sein. Durch das modulare Prüfstandskonzept, das wir erarbeitet haben, lassen sich die Prüfstände entsprechend erweitern.

Eine der Herausforderungen für AVL in diesem Projekt bestand darin, die komplette Messtechnik inklusive aller Systeme und Tools an die sehr anspruchsvollen Standards von Valmet Automotive anzupassen und individuell zu konzipieren.

AVL: Was leistet AVL in Bezug auf die Anforderungen für Valmet Automotive, was andere Anbieter nicht können?
VA/SO: Das Motto von Valmet Automotive lautet „The Fast Lane to Future Vehicles“. Neben einem leistungsstarken, modularen Konzept finden wir bei der AVL ein Team wieder, das unseren Spirit teilt und mit gleicher Motivation und Begeisterung die Herausforderungen der Zukunft angeht.

High-end-Messtechnik für Hochvolt-Tests

Herzstück des Prüffelds bilden die AVL E-STORAGE BT-Systeme, von denen mehrere neu entwickelt und geliefert wurden. Das kombinierte System kann als Batterietester und als Batterieemulator eingesetzt werden, um sowohl Batterien als auch E-Motoren und Inverter bereits in einer frühen Entwicklungsphase zu validieren und zu testen. AVL E-STORAGE BT ist dabei Energielieferant und gleichzeitig auch das Prüfgerät, mit dem die ausgegebenen Ströme gemessen und über CAN-Bus hin zur Automatisierung geleitet werden. Die Systeme werden prüflingsnah platziert, um am Prüfling so präzise wie möglich zu messen und Vergleiche mit anderen Messergebnissen durchzuführen.

AVL: Herr Stulken, wie unterstützt Sie der AVL E-STORAGE BT bei der Entwicklung Ihrer Produkte?
VA/ST: Mit den AVL E-Storage BT-Systemen simulieren wir die verschiedenen Lastszenarien der HV-Batterie. Egal ob es um einfache Lade- und Entladezyklen geht oder um komplexe und schnelle Fahrprofile, um an der HV Batterie Lebensdauer- und Leistungserprobungen durchzuführen.

AVL: AVL beobachtet, dass sich Trends von PHEV-Batterien um 400 V und 15 kWh sowie BEV-Batterien um bis zu 1000 V und 100 kWh bewegen. Wie sieht Valmet Automotive den Trend?
VA/BO: Hybride werden nicht so schnell in Bezug auf Preis, Reichweite und Nutzbarkeit abgelöst werden können und stellen somit die optimale Brückentechnologie dar. Bei der Weiterentwicklung reiner Elektrofahrzeuge ist die steigende Betriebsspannung allerdings ein logischer Schritt, um den steigenden Fahr- bzw. Lade-Leistungen Herr zu werden. Mit Ausbau und Weiterentwicklung der Ladeinfrastruktur werden Fahrzeuge mit Batterien bis 1000 Volt dann auf den Straßen bald häufiger anzutreffen sein.

Zukunftsperspektive

AVL: Was können Sie uns über mögliche Pläne zur Erweiterung des Prüffeldes berichten?

VA/SO: Das vorliegende Prüfkonzept wurde bewusst modular und adaptiv konzipiert. Wir möchten uns hierbei die Möglichkeit offenhalten, das Testfeld weiter auszubauen, um unserem eigenen sowie dem steigenden Testbedarf unserer Kunden und Partner in Zukunft gerecht zu werden.

AVL: Können Sie sich auch eine zukünftige Zusammenarbeit mit AVL auf anderen Gebieten vorstellen, z. B. beim Engineering?
VA/SO: Eine erfolgreiche Zusammenarbeit stützt sich aus meiner Sicht auf einige wenige, jedoch signifikante Punkte: eine faire und respektvolle Zusammenarbeit auf Augenhöhe, eine klare Abgrenzung der Aufgaben, ein leistungsstarkes Portfolio und derselbe Spirit beider Partner. Ich persönlich sehe hier großes Potenzial für die Zukunft – auch im Engineering.

Wir wünschen Ihnen alles Gute für die Zukunft und danken für das Gespräch.

Stefan Sommer (VA/SO)
Seit 2007 bei der Valmet Automotive Engineering GmbH (ehem. Semcon)
Verantwortlich für den Bereich Testing der Valmet Automotive Engineering GmbH


Frank Gedemer (VA/GE)
Seit 1997 bei der Valmet Automotive Engineering GmbH (ehem. Semcon)
Teamleiter Prüffeld und Aufbau in der Erprobung am Standort Bad Friedrichshall


Jan Stulken (VA/ST)
Seit 2007 bei der Valmet Automotive Engineering GmbH (ehem. Semcon)
Teamleiter Testkoordination eDrive in der Erprobung am Standort in Bad Friedrichshall


Sebastian Bohnet (VA/BO)
Seit Anfang 2019 bei der Valmet Automotive Engineering GmbH
Tätig im Bereich Testing Energiespeicher