E-Mobi­lität: hyPower­Range für mehr Reich­weite und Leis­tung

Elektro­fahrzeug auf Rollen­prüf­stand mit virtueller Batterie im Test und Prüf­zentrum für Elektro­mobilität IWES-TPE (Archivbild: Fh.-IWES / V. Beushausen)

Im Rahmen des vom BMWi geförderten Projekts hyPowerRange wird ein neuartiges Batterie­konzept entwickelt und erprobt, welches eine kosten­günstige modulare und flexible Auslegung der Leistung und Kapazität von Elektro­fahrzeug­batterien ermöglicht.

Das Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Faktoren Reichweite, Kosten, Kühlbedarf und Leistung von E-Fahrzeugen zu verbessern. Dies soll durch die Entwicklung und den Aufbau eines modulari­sierten hybriden Energie­speichers erreicht werden. Dabei werden verschiedene Hoch­energie- und Hoch­leistungs­zellen anwendungs­spezifisch zu einer Gesamt­batterie kombiniert. Im Gegensatz zu bisherigen Projekten wird die hybride Batterie direkt­gekoppelt, das heißt ohne elek­tronische Zwischen­wandler betrieben.

Neben der Direktkopplung werden im Projekt konsequent zusätzliche reich­weiten­verläng­ernde Maßnahmen angewandt. So wird der hybride Speicher in ein überge­ordnetes Energie- und Thermo­management im Fahrzeug einge­bunden. In diesem Zusammen­hang ist der Einsatz von Wärmepumpen im Fahrzeug und eine in Bezug auf die Reichweite optimierte Batterie- und Fahrzeug­tempe­rierung mit thermischer Vorkondi­tionierung aus dem elektrischen Netz vorgesehen.

Das Kasseler Fraunhofer-Institut kümmert sich in seinem Teil­vorhaben insbe­sondere um die elektrische Auslegung des hybriden-Speichers über Batterie­simulationen, die simulations­gestützte Ausar­beitung von Betriebs­strategien für den hybriden Speicher sowie die Durchführung von Gesamt­system­tests mit dem aufgebauten Fahrzeug-Demon­strator. Das Teilvorhaben sieht zunächst vor, das am IWES entwickelte Simulationsmodell für Li-Ionen Batterien und Zellen ISET-LIB für die Simulation direkt parallel geschalteter Zellen weiterzu­entwickeln. Anschließend werden mit dem Simulations­modell Auslegungs­kriterien und Betriebs­strategien erstmalig entwickelt und gemeinsam mit den Projekt­partnern in das Batterie­management­system (BMS) implementiert. Nach Umsetzung des Konzepts führen die Kasseler Forscher einen Gesamt­system­test durch und entwickeln dazu an die hybride Batterie angepasste Teststrategien.

hyPowerRange läuft seit Anfang 2017 und wird voraus­sichtlich Ende 2019 abgeschlossen sein. Das neue modulare und flexible Batterie­konzept wird exemplarisch in ein Elektro­fahrzeug integriert und ab 2019 sowohl im Fahr- als auch im Lade­betrieb am elek­trischen Netz getestet und demonstriert. Das Projekt wird gemeinsam von den Projekt­partnern Abt Sportsline, Bertrandt, der BMZ Gruppe, dem Fraunhofer-IWES als Konsortialführer, dem Fraunhofer-LBF, der Hochschule Kempten und Konvekta durchge­führt und vom BMWi gefördert. (Quelle: Fh.-IWES)

Link: BMWi-Projekt „hyPowerRange“ – Direktgekoppelter hybrider Energiespeicher für Elektrofahrzeuge – Entwicklung, Systemintegration, Energie & Thermomanagement, Hochschule KemptenBatterie-Simulation und -emulation, Abteilung Energiespeicher, Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik, Kassel

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