E-Auto-Akkus reparieren: Forscher entwickeln neue Konzepte

25.8.2026, Foto: Wolfgang Eckert/Pixabay

Verklebte Batteriegehäuse erschweren Reparaturen nach einem Schaden. Die TU Graz hat zwei leichter zerlegbare Designs untersucht, deren Ansätze sich auch auf Pkw und Lkw übertragen lassen sollen.

Verklebte Gehäuse und Wärmeleitpasten können es erschweren, beschädigte Antriebsbatterien zu öffnen und einzelne Zellen zu ersetzen. Ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität Graz hat deshalb drei unterschiedliche Batterie-Konstruktionen miteinander verglichen.

Die Konzepte wurden im Projekt „E-Track“ zunächst für elektrische Zweiräder entwickelt. Nach Angaben der TU Graz lassen sich die Methoden und Simulationsansätze aber auch auf Pkw und Lkw übertragen. In der Lebenszyklusanalyse schnitten die reparaturfreundlichen Varianten ökologisch und wirtschaftlich besser ab, sobald acht Prozent der Zellen nach einem Schaden weiterverwendet werden konnten.

Verklebte Gehäuse erschweren Reparaturen

Viele Hersteller setzen bei Batteriesystemen auf verklebte Gehäuse und Wärmeleitpasten. Diese Bauweise bietet nach Angaben der TU Graz Vorteile bei der Produktion, kann die Demontage nach einem Schaden aber stark erschweren. In der Folge könne ein Austausch des gesamten Batteriepacks erforderlich werden, obwohl möglicherweise nicht sämtliche Zellen beschädigt sind.

Das Forschungsteam nutzte diese Konstruktion als Ausgangspunkt für seinen Vergleich. Neben der eingeschränkten Reparierbarkeit untersuchten die Forschenden auch die Auswirkungen auf Recycling, Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltbilanz.

Eine wichtige Rolle spielen dabei die Batteriezellen. Im untersuchten Batteriepaket entfielen nach Angaben der TU Graz etwa 75 Prozent der Gesamtmasse auf die Zellen. Sie stellten zugleich den größten Kostenfaktor dar. Ihre Wiederverwendung hat deshalb einen großen Einfluss auf die ökologische und wirtschaftliche Bilanz.

Zwei leichter zerlegbare Alternativen

Das Forschungsteam verglich die verklebte Standardkonstruktion mit zwei alternativen Bauweisen. Die erste Variante verfügt über eine austauschbare Gehäuseabdeckung. Für die Wärmeableitung kommen lösbare Wärmeleitpads anstelle einer nur schwer entfernbaren Paste zum Einsatz.

Die zweite Konstruktion verwendet ein elektrisch isolierendes Öl zur Flüssigkeitskühlung. Das Batteriegehäuse ist verschraubt und mit einer Dichtung versehen. Dadurch lässt es sich leichter demontieren, sodass einzelne defekte Zellen gezielt entnommen und ersetzt werden können.

Beide Konzepte sollen Reparatur und Demontage erleichtern. Gleichzeitig können Materialien beim späteren Recycling leichter voneinander getrennt werden. Der Vorteil zeigt sich vor allem dann, wenn funktionsfähige Zellen und Bauteile nach einem Schaden weiterverwendet werden können.

Reparaturfreundliche Bauweise lohnt sich ab acht Prozent

Die alternativen Konstruktionen verursachen bei der Herstellung zunächst höhere Umweltbelastungen als das verklebte Basisdesign. Dieser Nachteil kann sich jedoch ausgleichen, wenn nach einem Schaden ein Teil der Zellen erhalten bleibt.

In der Lebenszyklusanalyse der untersuchten Konstruktionen waren die reparaturfreundlichen Varianten bereits dann ökologisch und wirtschaftlich vorteilhaft, wenn mindestens acht Prozent der Zellen weiterverwendet werden konnten.

Die Zahl sollte jedoch nicht pauschal auf jeden Schaden an einer E-Auto-Batterie übertragen werden. Ob eine Reparatur sinnvoll und möglich ist, kann unter anderem von Aufbau, Batterietyp und Schadensbild abhängen. Die TU-Graz-Mitteilung nennt den Wert als Ergebnis der im Forschungsprojekt vorgenommenen Lebenszyklusanalyse.

Diagnose soll innere Schäden sichtbar machen

Eine reparaturfreundliche Konstruktion allein reicht nicht aus. Werkstätten müssen auch erkennen können, welche Zellen nach einem Unfall beschädigt sind und welche weiterverwendet werden können.

Das Forschungsteam entwickelte dafür Diagnoseverfahren, die elektrochemische Impedanzspektroskopie mit multiphysikalischen Computermodellen verbinden. Die Verfahren sollen dabei helfen, innere Schäden wie Mikrokurzschlüsse zu erkennen.

Solche Schäden sind möglicherweise nicht von außen sichtbar. Nach Angaben der TU Graz können sie zeitverzögert zu kritischen Ereignissen führen. Die Diagnoseverfahren sollen deshalb eine fundiertere Beurteilung beschädigter Batteriezellen ermöglichen.

Einheitliche Standards könnten Einsatzkräften helfen

Projektleiter Markus Fasching sieht fehlende einheitliche Konstruktionsstandards als Problem. Unterschiedliche Batterieaufbauten erschwerten Einsatzkräften im Ernstfall die Einschätzung beschädigter oder brennender Batteriesysteme. Gleichzeitig gingen Ressourcen verloren, wenn Batterien weder repariert noch vollständig recycelt werden könnten.

Einheitlichere Designrichtlinien könnten die Demontage erleichtern und zeigen, an welchen Stellen ein Batteriepaket sicher geöffnet werden kann. Das Forschungsprojekt verfolgt deshalb nicht nur das Ziel, Reparaturen zu vereinfachen. Auch Sicherheit und Recyclingfähigkeit sollen verbessert werden.

Zunächst für elektrische Zweiräder entwickelt

Die untersuchten Konstruktionen wurden zunächst für Batteriepakete elektrischer Zweiräder entwickelt. Nach Angaben der TU Graz sind die im Projekt entwickelten Methoden und Simulationsansätze grundsätzlich auch auf Pkw und Lkw übertragbar.

Industriepartner hätten laut TU Graz Interesse an Folgeprojekten gezeigt. Besonders gefragt seien die Diagnoseverfahren und Simulationsmodelle. Das Projekt „E-Track“ wurde von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG gefördert.

Quellen: TU Graz