Insbesondere im innerstädtischen Stopp & Go-Betrieb zeigt die permanente Belastung von Hybridantrieben bei Nutzfahrzeugen wesentlich höhere Effizienz (absolut geringerer Dieselverbrauch) als beim PKW. Die Vorteile für die Betreiber von Hybrid- Nutzfahrzeugen und die Umwelt sind also deutlich höher als im PKW-Bereich. Energiespeichersysteme für Hybrid-Nutzfahrzeuganwendungen unterscheiden sich von den gängigen PKW-Energiespeichern primär in den erheblich unterschiedlichen Anforderungen in Leistungs- und Belastungsspektrum. Diese unterschiedlichen Anforderungen betreffen primär die Leistungsklasse, die Spannungslage, die Anzahl an Belastungszyklen, die siebenfachen Vibrationsanforderungen und die Lebensdauer der zu fertigenden Produkte. Batterie-Einsätze im externen Fahrzeuganbau erfordern zusätzliche Vorkehrungen an das Energiespeichersystem, um die deutlich verschärften Umweltbedingungen zu verkraften. Ziel war die Entwicklung neuartiger Produktionstechnik zur Herstellung von mechanischen und elektromechanischen Baugruppen mit technischen Funktionen sowie spezifischen Produktions- und Testverfahren für den Aufbau von Baugruppen und Demonstratoren für Li-Ionen-Energiespeichersysteme. Der Schwerpunkt lag vor allem bei der Entwicklung der Produktionstechnik für die Anwendung eines neuen Zellformates (so genannte SoftPacks), speziellen Baugruppen und den Testverfahren für die Erprobung von Produktionstechnologieträgern bzw. Demonstratoren entsprechend den Anforderungen von Hybrid-Nutzfahrzeugen. Im Einzelnen wurden folgende Ergebnisse erzielt: (1) Es konnte eine breite Entwicklungsgrundlage für die Nutzfahrzeughybridanwendung erarbeitet werden. Ein wesentliches Ergebnis ist die Abstimmung und Erstellung eines umfangreichen Lastenheftes zum Energiespeicher, das neben mechanischen, energetischen auch die Aspekte der Funktionalen Sicherheit vollständig abbildet. (2) Es konnte eine neue Generation von Versuchs- / Demonstrationsenergiespeichern entwickelt und aufgebaut werden. Diese Energiespeicher bilden die Grundlage, um wesentliche Detailzusammenhänge der Hybridfunktionalitäten innerhalb von Simulationen und Tests herauszuarbeiten. (3) Es konnte für die Kernprozesse Bi-Pack-Fertigung und Zellkontaktierung je ein neuartiges Verfahren entwickelt und ein halbautomatischer Prozessprüfstand konstruiert und aufgebaut werden. Mit den anschließenden Versuchen mit den Prozessprüfständen konnte die Beherrschbarkeit dieser Prozesse durch die Verbundpartner prinzipiell nachgewiesen werden. Dabei konnten die Taktzeiten im Vergleich zum bisher bekannten Stand der Technik markant verkürzt werden. (4) Der erarbeitete Ansatz des Rollnahtschweißens ist für die Sonderanwendung der Zellkontaktierung nach aktuellem Wissenstand ein Novum in der Montagetechnik. (5) Es hat sich bei den Versuchsreihen gezeigt, dass sich Nebenprozesse wie Teilezuführung, Vorbereitung und Handling der Li-Ionen Pouchzellen nur sehr aufwändig beherrschbar sind. (6) Es wurden Prinzipversuche und erste Lebensdauer- und Missbrauchstests am Energiespeicher und dessen Einzelbaugruppen durchgeführt.


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    Titel :

    Lithium-Ionen-Batterien für Hybridnutzfahrzeuge: Entwicklung von Produktions- & Testverfahren sowie Aufbau des Demonstrators & Validierung. BMBF-Rahmenkonzept: Forschung für die Produktion von morgen. Schlussbericht. Projektlaufzeit: 01.10.2009 - 30.06.2011


    Beteiligte:
    Bonnekessel, Stefan (Autor:in) / Abraham, Simon (Autor:in) / Nimpsch, Alfred (Autor:in) / Schuberth, Steffen (Autor:in) / Höß, Alfred (Autor:in) / Wagner, Maximilian (Autor:in) / Egger, Klaus (Autor:in) / Greif, Andreas (Autor:in) / Dittert, Thomas (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    289 Seiten, 233 Bilder, 13 Tabellen, 10 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch