Der Einsatz von Batteriesystemen in Fahrzeugen für Industrieanwendungen und zum Transport von Personen sowie Gütern, welcher ein hohes Maß an Leistungs- und Energiedichte voraussetzt, war zentraler Untersuchungsgegenstand im Projekt Modulare Hochleistungsbatteriesysteme in Verbindung mit sicherer Schnelladetechnik (MoBat). Den Anstoß zum im Bericht dargestellten Projekt gab unter anderem das im Juni 2016 beendete Projekt Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge im „intelligenten“ Containerterminalbetrieb, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war es, ein bisher mit Bleibatterien betriebenes Schwerlastfahrzeug mit Lithium-Batterien zu versehen.
Um die Nutzung von Lithium-Batterien in den genannten Bereichen zu ermöglichen, müssen ökonomisch vertretbare Konzepte in Konkurrenz zu bestehenden Lösungen betrachtet werden. Dazu wurde in MoBat ein alternatives Konzept im Bereich der Personenbeförderung betriebswirtschaftlich untersucht. Die Idee einer alternativen Lösung ergibt sich aus der Überlegung die Fahrzeuge während kurzer Stillstandzeiten im Betrieb mit einem sehr hohen Strom zu laden. Das Vorgehen wird im Allgemeinen als Opportunity Charging bezeichnet. Demgegenüber steht eine klassische Depot-Ladung (auch Overnight Charging) bei der die entsprechenden Fahrzeuge nach dem Betrieb über eine längere Dauer geladen werden.
Die technischen Voraussetzungen, die zur Umsetzung solcher Konzepte betrachtet werden müssen, stellten einen zentralen Gegenstand der Untersuchungen dar. Dazu zählt beispielsweise die Schnellladung von Lithium-Batterien sowie die dafür benötigten technischen Systeme und Voraussetzungen. Für die Realisierung eines sicheren Betriebes wurden die Ladetechnik, Sensorik und die Implementierung in ein Gesamtsystem im Projekt untersucht. Beteiligt waren in dem vom BMWi geförderten Projekt die Verbundpartner Forschungszentrum für Energiespeichertechnologien der Technischen Universität Clausthal, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Schunk Transit Systems GmbH, Stöbich technology GmbH, Wolfsburg AG und AKASOL AG.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Der Einsatz von Batteriesystemen in Fahrzeugen für Industrieanwendungen und zum Transport von Personen sowie Gütern, welcher ein hohes Maß an Leistungs- und Energiedichte voraussetzt, war zentraler Untersuchungsgegenstand im Projekt Modulare Hochleistungsbatteriesysteme in Verbindung mit sicherer Schnelladetechnik (MoBat). Den Anstoß zum im Bericht dargestellten Projekt gab unter anderem das im Juni 2016 beendete Projekt Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge im „intelligenten“ Containerterminalbetrieb, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war es, ein bisher mit Bleibatterien betriebenes Schwerlastfahrzeug mit Lithium-Batterien zu versehen.
Um die Nutzung von Lithium-Batterien in den genannten Bereichen zu ermöglichen, müssen ökonomisch vertretbare Konzepte in Konkurrenz zu bestehenden Lösungen betrachtet werden. Dazu wurde in MoBat ein alternatives Konzept im Bereich der Personenbeförderung betriebswirtschaftlich untersucht. Die Idee einer alternativen Lösung ergibt sich aus der Überlegung die Fahrzeuge während kurzer Stillstandzeiten im Betrieb mit einem sehr hohen Strom zu laden. Das Vorgehen wird im Allgemeinen als Opportunity Charging bezeichnet. Demgegenüber steht eine klassische Depot-Ladung (auch Overnight Charging) bei der die entsprechenden Fahrzeuge nach dem Betrieb über eine längere Dauer geladen werden.
Die technischen Voraussetzungen, die zur Umsetzung solcher Konzepte betrachtet werden müssen, stellten einen zentralen Gegenstand der Untersuchungen dar. Dazu zählt beispielsweise die Schnellladung von Lithium-Batterien sowie die dafür benötigten technischen Systeme und Voraussetzungen. Für die Realisierung eines sicheren Betriebes wurden die Ladetechnik, Sensorik und die Implementierung in ein Gesamtsystem im Projekt untersucht. Beteiligt waren in dem vom BMWi geförderten Projekt die Verbundpartner Forschungszentrum für Energiespeichertechnologien der Technischen Universität Clausthal, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Schunk Transit Systems GmbH, Stöbich technology GmbH, Wolfsburg AG und AKASOL AG.
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Der Einsatz von Batteriesystemen in Fahrzeugen für Industrieanwendungen und zum Transport von Personen sowie Gütern, welcher ein hohes Maß an Leistungs- und Energiedichte voraussetzt, war zentraler Untersuchungsgegenstand im Projekt Modulare Hochleistungsbatteriesysteme in Verbindung mit sicherer Schnelladetechnik (MoBat). Den Anstoß zum im Bericht dargestellten Projekt gab unter anderem das im Juni 2016 beendete Projekt Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge im „intelligenten“ Containerterminalbetrieb, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war es, ein bisher mit Bleibatterien betriebenes Schwerlastfahrzeug mit Lithium-Batterien zu versehen.
Um die Nutzung von Lithium-Batterien in den genannten Bereichen zu ermöglichen, müssen ökonomisch vertretbare Konzepte in Konkurrenz zu bestehenden Lösungen betrachtet werden. Dazu wurde in MoBat ein alternatives Konzept im Bereich der Personenbeförderung betriebswirtschaftlich untersucht. Die Idee einer alternativen Lösung ergibt sich aus der Überlegung die Fahrzeuge während kurzer Stillstandzeiten im Betrieb mit einem sehr hohen Strom zu laden. Das Vorgehen wird im Allgemeinen als Opportunity Charging bezeichnet. Demgegenüber steht eine klassische Depot-Ladung (auch Overnight Charging) bei der die entsprechenden Fahrzeuge nach dem Betrieb über eine längere Dauer geladen werden.
Die technischen Voraussetzungen, die zur Umsetzung solcher Konzepte betrachtet werden müssen, stellten einen zentralen Gegenstand der Untersuchungen dar. Dazu zählt beispielsweise die Schnellladung von Lithium-Batterien sowie die dafür benötigten technischen Systeme und Voraussetzungen. Für die Realisierung eines sicheren Betriebes wurden die Ladetechnik, Sensorik und die Implementierung in ein Gesamtsystem im Projekt untersucht. Beteiligt waren in dem vom BMWi geförderten Projekt die Verbundpartner Forschungszentrum für Energiespeichertechnologien der Technischen Universität Clausthal, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Schunk Transit Systems GmbH, Stöbich technology GmbH, Wolfsburg AG und AKASOL AG.
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Der Einsatz von Batteriesystemen in Fahrzeugen für Industrieanwendungen und zum Transport von Personen sowie Gütern, welcher ein hohes Maß an Leistungs- und Energiedichte voraussetzt, war zentraler Untersuchungsgegenstand im Projekt Modulare Hochleistungsbatteriesysteme in Verbindung mit sicherer Schnelladetechnik (MoBat). Den Anstoß zum im Bericht dargestellten Projekt gab unter anderem das im Juni 2016 beendete Projekt Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge im „intelligenten“ Containerterminalbetrieb, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war es, ein bisher mit Bleibatterien betriebenes Schwerlastfahrzeug mit Lithium-Batterien zu versehen.
Um die Nutzung von Lithium-Batterien in den genannten Bereichen zu ermöglichen, müssen ökonomisch vertretbare Konzepte in Konkurrenz zu bestehenden Lösungen betrachtet werden. Dazu wurde in MoBat ein alternatives Konzept im Bereich der Personenbeförderung betriebswirtschaftlich untersucht. Die Idee einer alternativen Lösung ergibt sich aus der Überlegung die Fahrzeuge während kurzer Stillstandzeiten im Betrieb mit einem sehr hohen Strom zu laden. Das Vorgehen wird im Allgemeinen als Opportunity Charging bezeichnet. Demgegenüber steht eine klassische Depot-Ladung (auch Overnight Charging) bei der die entsprechenden Fahrzeuge nach dem Betrieb über eine längere Dauer geladen werden.
Die technischen Voraussetzungen, die zur Umsetzung solcher Konzepte betrachtet werden müssen, stellten einen zentralen Gegenstand der Untersuchungen dar. Dazu zählt beispielsweise die Schnellladung von Lithium-Batterien sowie die dafür benötigten technischen Systeme und Voraussetzungen. Für die Realisierung eines sicheren Betriebes wurden die Ladetechnik, Sensorik und die Implementierung in ein Gesamtsystem im Projekt untersucht. Beteiligt waren in dem vom BMWi geförderten Projekt die Verbundpartner Forschungszentrum für Energiespeichertechnologien der Technischen Universität Clausthal, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Schunk Transit Systems GmbH, Stöbich technology GmbH, Wolfsburg AG und AKASOL AG.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Der Einsatz von Batteriesystemen in Fahrzeugen für Industrieanwendungen und zum Transport von Personen sowie Gütern, welcher ein hohes Maß an Leistungs- und Energiedichte voraussetzt, war zentraler Untersuchungsgegenstand im Projekt Modulare Hochleistungsbatteriesysteme in Verbindung mit sicherer Schnelladetechnik (MoBat). Den Anstoß zum im Bericht dargestellten Projekt gab unter anderem das im Juni 2016 beendete Projekt Batterieelektrische Schwerlastfahrzeuge im „intelligenten“ Containerterminalbetrieb, welches vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Ziel dieses Projektes war es, ein bisher mit Bleibatterien betriebenes Schwerlastfahrzeug mit Lithium-Batterien zu versehen.
Um die Nutzung von Lithium-Batterien in den genannten Bereichen zu ermöglichen, müssen ökonomisch vertretbare Konzepte in Konkurrenz zu bestehenden Lösungen betrachtet werden. Dazu wurde in MoBat ein alternatives Konzept im Bereich der Personenbeförderung betriebswirtschaftlich untersucht. Die Idee einer alternativen Lösung ergibt sich aus der Überlegung die Fahrzeuge während kurzer Stillstandzeiten im Betrieb mit einem sehr hohen Strom zu laden. Das Vorgehen wird im Allgemeinen als Opportunity Charging bezeichnet. Demgegenüber steht eine klassische Depot-Ladung (auch Overnight Charging) bei der die entsprechenden Fahrzeuge nach dem Betrieb über eine längere Dauer geladen werden.
Die technischen Voraussetzungen, die zur Umsetzung solcher Konzepte betrachtet werden müssen, stellten einen zentralen Gegenstand der Untersuchungen dar. Dazu zählt beispielsweise die Schnellladung von Lithium-Batterien sowie die dafür benötigten technischen Systeme und Voraussetzungen. Für die Realisierung eines sicheren Betriebes wurden die Ladetechnik, Sensorik und die Implementierung in ein Gesamtsystem im Projekt untersucht. Beteiligt waren in dem vom BMWi geförderten Projekt die Verbundpartner Forschungszentrum für Energiespeichertechnologien der Technischen Universität Clausthal, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Schunk Transit Systems GmbH, Stöbich technology GmbH, Wolfsburg AG und AKASOL AG.
Aktualisiert: 2023-01-01
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In dieser Arbeit wird das Verhalten einer kommerziellen Pouchzelle sowohl elektrisch als auch post mortem bei Lithium-Plating untersucht. Zur Bestimmung der Betriebsgrenzen für das Schnellladen wird für die untersuchte Zelle ein elektrisches Ersatzschaltbildmodell entworfen, basierend darauf ein optimales Ladeprofil abgeleitet und validiert. Der Einfluss einer mechanischen Kraft auf die ermittelten Betriebsgrenzen wird anschließend über einen dafür entwickelten Messaufbau untersucht. In this work the behavior of a commercial pouch cell is investigated for lithium plating both electrically and post mortem. In order to determine the operating limits for fast charging an electrical equivalent circuit model is designed for the cell under investigation. Based on this, an optimal charging profile is derived and validated. The impact of a mechanical force on the operating charging limits is subsequently analyzed by a measurement setup developed for this purpose.
Aktualisiert: 2022-02-17
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Für Fahrzeuge mit einem Lithium-Ionen-Speicher stehen Leistungsverfügbarkeit, Effizienz und Alterungsverhalten in einem Zusammenhang mit dem thermischen Zustand der Zellen. Dies führt zur Motivation eines prädiktiven thermischen Managements des Hochvoltspeichers. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Funktionskonzept eingeführt, das eine Szenariodetektion für die prädizierte Betriebsbelastung eines Antriebsstrangs mit einer Zieltemperierung ableitet und diese im Simulationsbetrieb einregelt. Zur Untersuchung der Funktion im kombinierten Betrieb (Fahren, Laden und Standzeit) des Antriebsstrangs wird eine automatisierte Simulationsumgebung eingeführt. Hierfür werden zwei exemplarische Fahrzeugkonfigurationen sowie drei charakteristische Betriebskollektive zur Untersuchung festgelegt. In der Potenzialanalyse ergeben sich Vor- und Nachteile der thermischen Konditionierung. Während die Optimierung der Leistungsverfügbarkeit im Antriebs- und Schnellladefall insbesondere bei tiefen Außentemperaturen aussichtsreiche Ergebnisse zeigt, so lässt sich bezüglich der energetischen Gesamtbilanz ein negativer bis neutraler Einfluss feststellen. Bezogen auf den Alterungseinfluss hoher Zelltemperaturen lassen sich bei hohen Außentemperaturen Optimierungspotenziale durch eine Absenkung des Temperaturniveaus feststellen. Weiterhin zeigen sich Chancen die Alterungscharakteristik durch die Vermeidung ungünstiger thermischer Zustände in Ladevorgängen positiv zu beeinflussen. Die Methode der automatisierten Missionsprofilsimulation ermöglicht hierbei die energetische Analyse einer Antriebstopologie sowie neuartiger betriebsstrategischer Ansätze in einer frühen Entwicklungsphase und unterstützt somit die Möglichkeiten zur virtuellen Reifegradoptimierung.
Aktualisiert: 2021-05-05
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