OnBASYS

Kurzbeschreibung

Das Projekt OnBASYS zielt darauf ab, ein sicheres und effizientes Batteriespeichersystem (BESS) zu entwickeln, das die Nutzung von Natrium-Ionen-Zellen fördert und innovative Technologien integriert. Im Mittelpunkt steht ein On-Board-Batteriemanagementsystem (BMS) mit elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS), das eine präzise Echtzeitüberwachung des Batteriezustands ermöglicht. Dies verbessert die Sicherheit durch frühzeitige Fehlererkennung, insbesondere bei thermischen Abweichungen. Die Verwendung von Natrium-Ionen-Zellen bietet eine nachhaltige Alternative mit verbesserter Rohstoffverfügbarkeit und reduzierter Brandgefahr. Zudem werden KI-gestützte Algorithmen zur genauen Schätzung des Lade- und Gesundheitszustands (SOC und SOH) entwickelt, um die Diagnosequalität zu maximieren.

Das Projekt umfasst mehrere Arbeitspakete, darunter Marktanalysen, Datenerfassung und die Entwicklung innovativer Diagnosemethoden. Ein Hardware-in-the-Loop-Ansatz wird verwendet, um die Funktionalität des BMS zu validieren, bevor es in physische Systeme integriert wird. Die Ergebnisse sollen bis Projektende TRL-Stufe 4 erreichen, mit einem Fokus auf der wirtschaftlichen Verwertung und der Entwicklung marktfähiger Produkte in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. OnBASYS stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der Batterieindustrie in Nordrhein-Westfalen und trägt zur nachhaltigen Energiezukunft bei.

Das Projekt ist in vier Arbeitspakete unterteilt:

AP1 ermittelt zunächst systematisch das Marktpotenzial von Natrium-Ionen-Batteriespeichern für Wohn-, Industrie- und Netz­anwendungen, bewertet Trends, Treiber, Konkurrenz­technologien sowie regulatorische Vorgaben und leitet daraus eine Roadmap mit Reifegrad-, Produktions- und Marktzugangs­schritten ab; begleitende Stakeholder-Workshops sichern Akzeptanz und stärken die Wettbewerbsfähigkeit des Konzepts.

AP2 beschafft kommerzielle Na-Ionen-Zellen, unterzieht sie umfassenden elektrischen, thermischen und Alterungs­tests und erhebt Lastprofile aus dem ACCURE-Datenbestand, um repräsentative Zyklisierungs­daten für die Algorithmus­entwicklung (AP3) zu gewinnen; alle Daten werden standardisiert aufbereitet, eine Tear-Down-Analyse liefert Erkenntnisse zur Optimierung von Zellarchitektur und Systemintegration.

AP3 verfolgt das Ziel der Entwicklung innovativer Diagnosemethoden für Na-Ionen-Batterien, die auf Echtzeit-EIS (Online-EIS) basieren, um den Zustand der Batteriespeichersysteme präzise zu überwachen und die Systemintegration zu verbessern.

AP4 integriert die fortgeschrittenen Technologien zu einem modular skalierbaren Na-Ionen-BESS mit On-Board-BMS und EIS-basierter Echtzeitüberwachung, verbessert damit Fehlervorhersage, Sicherheit und Lebensdauer, optimiert das Temperatur­management und validiert die Lösung durch Hardware-in-the-Loop-Tests für den kommerziellen und industriellen Einsatz.

OnBASYS überführt seine Forschungsergebnisse gezielt in die industrielle Praxis. Gemeinsam mit den KMU-Partnern ACCURE und SEINE Batteriesysteme sollen Natrium-Ionen-Zellen samt neuem Batteriemanagement binnen des Projekts bis TRL 4 reifen. ACCURE integriert die Diagnoseverfahren anschließend binnen 18 Monaten in seine Cloud-Plattform und will damit ab etwa eineinhalb Jahren nach Projektende Monitoring-Dienstleistungen für zunächst rund 1 GWh Batteriespeicher anbieten – bei 600 €/MWh/a ein Zusatzumsatz von ca. 0,6 Mio. €/a, mit langfristigem Verzehnfachungspotenzial. SEINE adaptiert parallel seine Produktions- und Serviceprozesse, um die Technologie in bestehende Systeme einzubetten und deren Sicherheit wie Nachhaltigkeit zu steigern.

Wissenschaftlich werden die Resultate durch Fachartikel und Konferenzbeiträge verbreitet; zugleich prüft das Konsortium unmittelbar nach Projektende Patentanmeldungen und Lizenzmodelle. Innerhalb der ersten zwei Jahre sind mindestens zwei marktfähige Produkte bzw. Weiterentwicklungen geplant sowie neue F&E-Partnerschaften zum Aufbau eines Kompetenznetzwerks. Längerfristig zielt OnBASYS auf internationale Auftragsforschung und den globalen Roll-out der entwickelten Lösungen. Erste Demonstratoren sollen bereits ein Jahr nach Projektabschluss vorliegen und damit die nächste Integrations­stufe neuer Zellchemien und Sicherheitskonzepte vorbereiten. Insgesamt stärkt das Projekt so die nordrhein-westfälische Batteriewertschöpfung, positioniert die Region als Technologieführer und leistet einen Beitrag zu einer sicheren, nachhaltigen Energiezukunft.