Intelligente Steuerungs- und Verschaltungskonzepte für modulare Elektrofahrzeug-Batteriesysteme zur Steigerung der Effizienz und Sicherheit sowie zur Senkung der Systemkosten
Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.09.2015 bis 28.02.2017
Fördersumme der angegebenen
Teilprojekte: 5.540.385,00 €
Projektvolumen der angegebenen
Teilprojekte: keine Angabe
Teilprojekt 1
Entwicklung, Simulation und Evaluierung wesentlicher Systemkomponenten des Batteriemanagements
Förderkennzeichen: 03ET6060A
Infineon Technologies AG
85579 Neubiberg
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Teilprojekt 2
Modellierung und Simulation, Alterungsmodelle sowie Aufbau Demonstratoren
Förderkennzeichen: 03ET6060B
Deutsche Accumotive GmbH & Co. KG
73230 Kirchheim u. Teck (Nabern)
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Teilprojekt 3
Konzeption und Implementierung BMS
Förderkennzeichen: 03ET6060C
Sensor-Technik Wiedemann GmbH
87600 Kaufbeuren
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Teilprojekt 4
Gesamtfahrzeugorientierte Abbildung, Simulation und Optimierung eines modularen EV-Batteriesystems
Förderkennzeichen: 03ET6060D
TWT GmbH Science & Innovation
70565 Stuttgart
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Teilprojekt 5
Intelligente Ansteuerung der Hochstrom-Abschaltsysteme bei Störfall und Crash-Situationen
Förderkennzeichen: 03ET6060E
BVB Innovate GmbH
70563 Stuttgart
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Teilprojekt 6
Modulare Batteriesysteme basierend auf Parallel- und/oder Serienschaltung von Hochvolt-Batterien
Förderkennzeichen: 03ET6060F
Technische Universität München, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik - Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik
80333 München
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Teilprojekt 7
Simulation und Lebensdaueranalyse von BMS-Modulen mit erweiterter Funktionalität und Halbleitereffekt
Förderkennzeichen: 03ET6060G
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Fakultät 6 - Elektrotechnik und Informationstechnik - Juniorprofessur für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik
52062 Aachen
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Teilprojekt 8
Zustandsidentifikation auf Basis von Batteriemodellen
Förderkennzeichen: 03ET6060H
Technische Universität Dortmund, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik - Arbeitsgebiet Datentechnik
44227 Dortmund
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Teilprojekt 9
Optimierung des Energiemanagements von Fahrzeugen mit Lithium-Ionen-Starter- und Bordnetzbatterien
Förderkennzeichen: 03ET6060I
Audi Electronics Venture GmbH
85080 Gaimersheim
Fördergeber: BMWi, Referat IIC6
Projektträger: PT-J
Leistungsplansystematik:
EA2312 Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterie
Förderprofil:
Technologie- und Innovationsförderung
Förderart:
PDIR
Das Vorhaben befasst sich mit dem Batteriesystem als Ganzem und hat die Zielsetzung, mit Innovationen sowohl auf Batteriesystem- als auch auf Komponentenebene die Faktoren Reichweite, Kosten und Alltagstauglichkeit maßgeblich zu verbessern.
Die beteiligten Partner entwickeln ein intelligentes Steuerungskonzept, kostenoptimierte Batteriemodule basierend auf Mikroelektronik und arbeiten daran, das Batteriesystem crashsicher zu integrieren.
Der Batteriehauptschalter eines Elektroautos muss bei einem Unfall die Batterie sicher von den Verbrauchern trennen. Bisher war dies ein mechanischer Schalter, womit der Notaus-Vorgang mehr als zehn Millisekunden dauern kann. In dieser Zeit kann ein eventueller Kurzschluss die Batterie schädigen. Im Verbund entwickelten die Forscher einen passenden Halbleiterschalter, der 1.000 Mal schneller und damit lange vor einer Schädigung die Batterie abschalten kann. Der neue halbleiterbasierte Batteriehauptschalter reduziert zudem Volumen und Gewicht und altert nicht, da der Durchlasswiderstand konstant bleibt.
Bisher werden in Elektrofahrzeugen große Zellen hintereinander geschaltet verbaut. Das birgt jedoch den Nachteil, dass etwa beim Ausfall einer Zelle das gesamte Batteriesystem ausfällt und das Elektroauto ist nicht mehr fahrtüchtig ist.
Die Technische Universität München untersucht deshalb kleinere, unterschiedlich verschaltete Zellen und entwickelte anhand der gewonnenen Daten ein mathematisches Modell. Daruas entwickelte sich der Vorschlag der Entwickler, Zellen sowohl seriell als auch parallel zu verschalten. Damit kann das Batteriesystem an verschiedene Lastszenarien angepasst werden. Falls eine Zelle ausfällt, kann man mit dem Auto trotzdem fahren.
Die Reichweite lässt sich u. a. durch ein sogenanntes Zell-Balancing erhöhen. Denn selbst bei perfekt hergestellten Zellen vergrößern sich kleine Unterschiede in der Herstellung über die Lebensdauer der Batterie. Das macht sich bei der Leistungsfähigkeit der Batterie bemerkbar: So genügt ein Unterschied von zwei Prozent zwischen den Zellen, dass die ganze Batterie nur noch 92 bis 95 Prozent ihrer nominellen Leistungsfähigkeit erreichen kann. Mit entsprechenden elektrischen Maßnahmen, auch aktive Symmetrierung genannt, konnten die Partner jedoch erreichen, dass der Unterschied zwischen den Zellen kompensiert werden kann und die Batterie ihre volle Leistungsfähigkeit behält.
Quellen: http://www.drivebatt2015.de (jüngster Zugriff: 11.10.2016);
http://www.bine.info/newsuebersicht/news/reichweite-rauf-kosten-runter/ (jüngster Zugriff: 24.11.2016)
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Herr Dr. Wilhelm Maurer
Infineon Technologies AG
Am Campeon 1-12
85579 Neubiberg
E-Mail: info@drivebattery2015.eu
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