ultraBatt - Intelligente Auslegungs- und Betriebsstrategien für ultra-schnellladefähige Batteriesysteme von Elektrofahrzeugen
Ansprechpartner: Kareem Abo Gamra, M.Sc., Christian Allgäuer, Dipl.-Ing.
Problemstellung
Ein zentrales Element für die Transformation zu einer nachhaltigen Mobilität ist die Elektrifizierung konventioneller Antriebe. Dies ist besonders im gewerblichen Sektor eine Herausforderung, da hier hohe Anforderungen an die Reichweiten und die zu bewegenden Nutzlasten gestellt werden. Um dies zu erreichen, sind große Energiespeicher erforderlich, wobei jedoch aktuelle Batterietechnologien aufgrund hoher Investitionskosten und ihres Gewichts zu Nachteilen gegenüber herkömmlichen Antrieben führen. Diese wirtschaftliche Beeinträchtigung wird insbesondere durch lange Standzeiten aufgrund langsamer Ladeprozesse verstärkt. Zur langfristigen Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Elektrofahrzeugen im Individualverkehr und dem gewerblichen Sektor ist es deshalb von besonderer Bedeutung, ultra-schnellladefähige Batteriesysteme zu entwickeln, ohne dabei die erreichbaren Lebensdauern stark zu beeinträchtigen.
Ziel
Im Rahmen des Verbundprojektes ultraBatt soll auf Basis physikalisch-chemischer Modelle ein Batteriesystem entwickelt und prototypisch umgesetzt werden, dass in weniger als 15 Minuten von 10 % auf 80 % der verfügbaren Kapazität geladen werden kann und eine längere Lebensdauer als konventionell ausgelegte Batteriesysteme erreicht. Zu diesem Zweck wird das kurz- und langfristige Verhalten einzelner Zellen im Batteriesystem simuliert, um eine optimierte Systemauslegung bezüglich Ladezeit und Lebensdauer zu ermöglichen. Dabei werden auf Systemebene die drei strategischen Themenfelder Betriebsgrenzen, Zellassemblierung und Zellkontaktierung untersucht, um bisher unerschlossene Potenziale zu heben und den Problemen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu begegnen. Durch die prototypische Umsetzung kann das entwickelte Konzept experimentell validiert werden, um zukünftige Entwicklungsfelder zu identifizieren. Abschließend erfolgt eine wirtschaftliche und ökologische Bewertung des Konzeptes anhand exemplarischer gewerblicher Anwendungen um die Auswirkungen im Kontext von Betrieb und Infrastruktur zu evaluieren.
Projektpartner
Projektförderung
