Der modulare Aufbau solcher Speicherlösungen bringt zahlreiche technische Herausforderungen mit sich. Jede Einheit besteht aus verschiedenen Unterbaugruppen wie Gehäusen, Zellkontaktiersystemen, Sammelstromschienen, Sensorik und selbstverständlich den Batteriezellen selbst. Abhängig vom jeweiligen Konzept, insbesondere von der Art der verwendeten Batteriezellen, ergeben sich vielfältige Anforderungen an das Gesamtsystem – sowohl im elektrischen, thermischen als auch im mechanischen Bereich.

Diese Anforderungen sind eng miteinander verknüpft. So beeinflussen elektrische Stromflüsse nicht nur das Verhalten einzelner Komponenten, sondern führen auch zu lokalen Temperaturerhöhungen, die wiederum mechanische Spannungen und Materialausdehnungen verursachen können. Gleichzeitig spielen Aspekte wie Kontaktwiderstände, Stromdichteverteilungen oder die Reaktionszeit von Sensoren eine zentrale Rolle für die sichere Funktion des Systems. Auch mechanische Beanspruchungen – etwa durch Vibrationen, Schockbelastungen oder Montageprozesse – müssen zuverlässig berücksichtigt werden.

Die ITB GmbH unterstützt Hersteller von Batteriespeichersystemen bei der strukturellen, thermischen und elektrischen Auslegung ihrer Produkte – mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM). Durch simulationsgestützte Analysen lassen sich kritische Belastungspunkte bereits früh in der Entwicklung identifizieren, bewerten und gezielt optimieren. So können beispielsweise Schmelzsicherungen hinsichtlich ihrer Auslösecharakteristik dimensioniert oder Bauteile mit Blick auf Stromtragfähigkeit, Temperaturverteilung und Materialbeanspruchung ausgelegt werden. Auch die Bewertung mechanischer Spannungen, die durch Temperaturzyklen oder Vibrationen entstehen, ist Bestandteil unserer Arbeit.

Ein großer Vorteil dieses Vorgehens: Die Notwendigkeit aufwendiger physischer Prototypen wird deutlich reduziert. Gleichzeitig gewinnen unsere Kunden frühzeitig belastbare Erkenntnisse über die Betriebsfestigkeit und Lebensdauer ihrer Systeme.

Die Dokumentation der Berechnungsergebnisse erfolgt je nach Wunsch in Form prüffähiger technischer Berichte – wahlweise in deutscher oder englischer Sprache – oder als anschauliche Präsentation zur internen Bewertung oder Entscheidungsunterstützung.

Mit unserer Expertise im Bereich multiphysikalischer Simulation schaffen wir die Grundlage für sichere, wirtschaftliche und langlebige Batteriespeichersysteme – ob für die Elektromobilität, industrielle Speicherlösungen oder andere Anwendungen.