Hybrid- (HEV), Plug-in-Hybrid (PHEV) und elektrische betriebene (EV) Fahrzeuge stellen unterschiedliche Anforderungen an Energie und Leistungsdichten. Während für Hybridfahrzeuge hohe Leistungsdichten bei moderaten Energiedichten gefordert sind, sieht es im Falle von elektrischen Fahrzeugen umgekehrt aus. Daher werden die Zellen auch unterschiedlich auszulegen sein. Dies bezieht sich auf geometrische Aspekte (Elektrodendicken) und unterschiedliche Elektrodenmaterialien. Dabei können diese Materialien unterschiedlich sein oder beim selben Material die Korngröße beziehungsweise Schüttdichte variieren. Auf Systemebene ist Energiedichte nicht nur eine Frage der Zellchemie. Das Hardcase-Zellendesign in zylindrischer oder prismatischer Form stellte für die erste Generation der Hybridspeichersysteme ausgereifte Lösung betreffs der Verfügbarkeit, Sicherheit und Energiedichte dar. Bei dieser ersten Generation war das Ziel die sichere Integration der Zellen in das System mit der Implementierung der notwendigen Funktionalitäten wie die Zellenüberwachung und das Balancing und die Integration des BMS (Batterie-Management-System). Weitere Verbesserungs- und Optimierungspotenziale für die Speicher der nächsten Generation konnten auf der Zellenebene noch mit dem Softpack-Zellendesign (Aluminiumverbundfolie als Zellengehäusematerial) ausgeschöpft werden. Dieses Design bietet für die zukünftige Generation von Speichern Vorteile beim Systemaufbau. Rundzellen weisen auf Systemebene immer Zwischenräume ähnlich wie bei einer Kugelpackung auf, die erhöhten Aufwand bei der Kühlung mit sich bringen und gleichzeitig die Packungsdichte verringern. Zudem kann durch eine optimierte Ableiterkonstruktion die Verschaltung der prismatischen Zellen auf Systemebene sehr einfach und kostengünstig erfolgen. Langzeitmessungen an modernen Softpacks bei erhöhter Temperatur und hoher Luftfeuchte zeigen, dass die prognostizierte Zelllebensdauer die Erwartungen erfüllt. Durch die Vorteile dieses Zellendesigns haben bereits viele Hersteller von Li-Ionen-Zellen das große Potenzial für zukünftige HEV-, PHEV- und EV-Speicher erkannt.


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    Titel :

    Lithium-Ionen-Batterie-Entwicklungen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge


    Weitere Titelangaben:

    Lithium ion battery development for hybrid and elektrical vehicle


    Beteiligte:
    Keller, Michael (Autor:in) / Birke, Peter (Autor:in) / Schiemann, Michael (Autor:in) / Möhrstädt, Uwe (Autor:in)

    Erschienen in:

    ATZ-Elektronik ; 4 , 2 ; 16-23


    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    8 Seiten, 9 Bilder, 1 Tabelle, 1 Quelle



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch