In Elektrostraßenfahrzeugen wird ein Anzeigeinstrument benötigt, das den Fahrer analog zur Tankuhr in einem konventionellen Fahrzeug über den momentanen Inhalt des Energiespeichers informiert, indem es den Energieinhalt des Speichers bilanzierend ermittelt. Nach der Erarbeitung von Definitionen zur Beschreibung von Energiespeichern durch eine Reihe von Einflußgrößen wurden diese durch zahlreiche Prüfstandversuche bestimmt. Es zeigt sich, daß der im Betrieb tatsächlich verfügbare Energieinhalt in erster Linie durch die auftretenden Entladeleistungen bestimmt wird. Dieser Zusammenhang, der je nach Batteriesystem stark variieren kann, wird im Ragone-Diagramm dargestellt. Die Abnahme des Energieinhalts mit zunehmender Zykluszahl wurde gründlich analysiert. Der Einfluß der Batterietemperatur auf den entnehmbaren Energieinhalt konnte für ein Ni/MH-Batteriesystem quantifiziert werden. Durch Rückspeisung kann die entnehmbare Energiemenge jedes Batteriesystems erhöht werden, gleichzeitig nimmt die Effizienz zu. Ermittelt wurden auch die energetischen Verluste durch Entladung während der Stillstandszeiten. In einer ganzheitlichen energetischen Bewertung wurden in Energieflußdiagrammen sämtliche Energie- und Wärmeströme innerhalb der Batteriesysteme analysiert, wobei die durch Stillstandszeiten bedingten Verluste berücksichtigt wurden. Aufbauend auf der Analyse wurde ein Verfahren zur Energieinhaltsbestimmung von Traktionsbatteriesystemen entwickelt, das während der Entladung den noch verfügbaren Energieinhalt angibt. Dabei kann ausgehend von den Einflußgrößen Batteriespannung, -strom, -temperatur, -alter und Stillstandszeiten anhand der gerade entnommenen Leistung ein Energieinhaltswert im Ragone-Diagramm zugeordnet werden. Durch Mittelwertbildung kann aus diesen Energieinhaltswerten die maximal entnehmbare Energiemenge des Batteriesystems berechnet werden. Daraus und aus der bereits entladenen Energie kann der noch verfügbare Energieinhalt des Speichers bilanziert werden.
Dynamische Energiebilanzierung verschiedener Traktionsbatteriesysteme
Dynamic energy balancing of different traction battery systems
1995
106 Seiten, 25 Quellen
Theses
German
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