Batterien für PlugIn-Hybridfahrzeuge müssen zwei wesentliche Anforderungen erfüllen. Zum Einen muss die Batterie ausreichend Energie für eine angemessene Fahrstrecke bereitstellen. Zum Anderen muss auch beim Erreichen des unteren Ladezustandsniveaus noch genügend Leistung sowohl zur Unterstützung des Verbrennungsmotors als auch beim rekuperativen Bremsen aus der Batterie heraus bzw. in die Batterie hinein dargestellt werden können. Diese beiden Anforderungen führen zu einem Kompromiss bei der Zellauswahl. Hochenergiezellen sind nicht in der Lage, hohe Lade- bzw. Entladeraten bereit zu stellen; Hochleistungszellen haben dagegen keinen ausreichenden Energieinhalt. Dies führt dazu, dass die Batterie entweder durch Parallelschaltung vieler Leistungszellen den benötigten Energieinhalt bekommen oder durch eine sehr große Energiebatterie die Leistungsanforderung auch bei niedriger Entladerate erfüllen kann. Beide Lösungen sind unter Bauraum-, Gewichts- und Kostenaspekten nicht optimal. Es wird ein Batteriekonzept vorgestellt, bei dem durch Kombination von Energie- und Leistungsmodulen eine genau auf den Bedarf abgestimmte Batterie aufgebaut werden kann. Der Stromfluss aus dem Energie- in den Leistungsteil der Batterie wird dabei durch einen kostengünstigen Stromsteller realisiert. Durch diesen Ansatz kann außerdem die Batterie ohne Änderung des Zelltypes an unterschiedliche Kundenbedürfnisse hinsichtlich der elektrischen Reichweite angepasst werden. Das Batteriekonzept zeigt, im Vergleich zu aktuellen Batterien mit gleicher Leistung und Energie, eine höhere Leistungsdichte und höhere Energiedichte bei gleichzeitig gleichen oder niedrigeren Kosten. Mit diesem Konzept lassen sich bis zu 12 % Kosten einsparen. Zudem sind im direkten Vergleich aktuelle Batterien mit gleichem Leistungs- und Energieinhalt bis zu 22 % schwer.
Innovatives Batteriekonzept für PlugIn-Hybridfahrzeuge
2012
38 Seiten, 30 Bilder, 5 Tabellen, 16 Quellen
Conference paper
German
Innovatives Batteriekonzept fuer PlugIn-Hybridfahrzeuge
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