Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues E-Fahrzeug-Batteriesystem mit hoher Energiedichte von Fraunhofer IISB und internat. Partnern

25.08.2015

Im europäischen AVTR-Projekt wurde die Entwicklung elektrischer Antriebssysteme, speziell für leichte Elektrofahrzeuge, adressiert. In dem internationalen Projekt war das Fraunhofer IISB für das komplette redundante Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs zuständig. Das IISB implementierte ein fortgeschrittenes, selbstständiges Batteriemanagementsystem inklusive Regelalgorithmen. Das im AVTR-Projekt realisierte Elektrofahrzeug erfüllt die japanische Kei-Car-Spezifikation, außerdem ist es kostengünstig produzierbar. Der in Turin vorgestellte Prototyp zeichnet sich durch verbesserte Modularität, reduzierte Komplexität und geringe Kosten aus und präsentiert sich in italienischem Produktdesign.

Innerhalb des europäischen AVTR-Projektes "Optimal Electrical Powertrain via Adaptable Voltage and Transmission Ratio" war das Fraunhofer IISB für das gesamte Batteriesystem eines Elektrofahrzeuges verantwortlich.


E-Fahrzeug-Batteriemodul mit hoher Energiedichte und kostenoptimierter Monitoring-Elektronik, entwickelt vom Fraunhofer IISB mit Dräxlmaier (Deutschland), Panasonic (Japan) und IFEVS (Italien).

Generell konzentriert sich die Gruppe Batteriesysteme am Fraunhofer IISB auf innovatives mechanisches und thermisches Design von Batterie-Modulen und -Systemen, inklusive dazugehörigem Batteriemanagementsystem (BMS) mit Batterieüberwachung und entsprechenden Batteriemodulen.

Das internationale AVTR-Projekt adressierte die Entwicklung und die industrielle Fertigung kompletter Antriebssysteme für leichte Elektrofahrzeuge. Im Gegensatz zu bereits bestehenden Elektrofahrzeugen konzentrierte sich das Projekt auf ein genuines Elektrofahrzeug, welches die japanische Kei-Car-Spezifikation einhält.

Dementsprechend erfüllt das von den italienischen Firmen IFEVS und Polimodel entwickelte Fahrzeug auch die gesetzten Projekt-Ziele: Geringe Fertigungskosten, modularer Aufbau, Produzierbarkeit und stilvolles italienisches Produktdesign. Darüber hinaus ist das Fahrzeug mit einer Länge von ungefähr drei Metern ausgesprochen wendig und ideal für enge Innenstädte geeignet.

Als Teil des internationalen Konsortiums war das Fraunhofer IISB für das neuartige, redundant ausgelegte Batteriesystem zuständig. Die für das Gesamtfahrzeug definierten Anforderungen wurden konsequent auch auf das Batteriesystem, das Batteriemanagement und die Batterieüberwachung zurückgeführt.

Die Batteriemodule wurden in Kooperation mit der Dräxlmaier Gruppe entworfen und durch letztere auch produziert. Durch den Einsatz Automotive-qualifizierter 3 Ah-Li-Ionen-Rundzellen vom Typ 18650 eines asiatischen Premiumanbieters wurde höchste Modularität und Unabhängigkeit von einzelnen Zellherstellern sichergestellt.

Batteriezellen des Typs 18650 werden seit Jahren in Massenproduktion hergestellt und besitzen den Vorteil geringer Fertigungstoleranzen trotz niedriger Kosten und sie sind bei den meisten erstklassigen Zellherstellern verfügbar. Im AVTR-Fahrzeug versorgen insgesamt acht Batteriemodule mit einem Energiegehalt von 12 kWh einen Antriebsstrang mit 15 kW Leistung und 30 kW Spitzenleistung. Die Module nutzen eine 20p7s Zellkonfiguration und wiegen jeweils nur 9,4 kg. Damit wird auf Batteriemodulebene eine gravimetrische Energiedichte von 160 Wh/kg erreicht.

Das Batteriemonitoring musste ebenfalls den Projektzielen genügen. So wurde die Batterieüberwachung für kleinste Baugrößen und geringste Kosten optimiert. Die PCB-Abmessungen konnten auf nur 47 cm2 reduziert werden und bieten dabei beste Messpräzision, Temperaturerfassung und passives Balancing. Die geringe Baugröße konnte durch den Einsatz eines hoch integrierten und hoch genauen State of the Art-Batterieüberwachungs-IC erreicht werden. Für das passive Zell-Balancing entwickelte Panasonic neuartige Prototypen eines MOSFETs mit integrierter Schutzbeschaltung.

Ein bereits am Fraunhofer IISB entwickeltes, fortgeschrittenes Batteriemanagementsystem wurde an die Anforderungen des AVTR-Projekts angepasst und in das Batteriesystem integriert. Das BMS basiert auf einem 32 Bit-Mikrokontroller von Infineon, auf dem ein OSEK / Autosar-Betriebssystem für automobile Anwendungen läuft.

Das BMS umfasst Regelalgorithmen, z.B. zur Leistungssteuerung, Datenkommunikation via CAN-Bus sowie erweiterte Sicherheits- und Schutzfunktionen, und funktioniert als eigenständiges, unabhängiges System. Da komplette Redundanz implementiert wurde, könnte der Fahrer des Elektrofahrzeugs jedes einzelne Batteriemodul vom Armaturenbrett aus überwachen und wäre sogar in der Lage, mit nur einem Radantrieb weiterzufahren.

Im Zuge des AVTR-Projekts wurde erstmals ein Elektrofahrzeug entwickelt, das höchste Modularität, geringe Fertigungskosten und reduzierte Komplexität vereint und sich in hochwertigem italienischen Automobildesign präsentiert. Die vorgestellten Konzepte und Prototypen bestätigen die Umsetzbarkeit eines voll elektrifizierten Kei-Cars.

Die Entwicklungsergebnisse des AVTR-Projekts ermöglichen erschwingliche Elektrofahrzeuge, die auch für einen Massenmarkt attraktiv sind. Der Fahrzeugprototyp wurde auf der einzigartigen Parco Valentino Car Show, auf der auch alle europäischen Premium-Fahrzeughersteller vertreten sind, im Juni 2015 in Turin der Öffentlichkeit präsentiert.

Das AVTR-Projekt wurde im Rahmen des 7th Framework Programme der Europäischen Union unter dem Grant Agreement No. 314128 gefördert.

Bildmaterial zur redaktionellen Verwendung finden Sie unter http://www.iisb.fraunhofer.de/presse

Ansprechpartner

Vincent Lorentz
Fraunhofer IISB
Schottkystraße 10, 91058 Erlangen, Germany
Tel. +49-9131-761-0
Fax +49-9131-761-312
vincent.lorentz@iisb.fraunhofer.de

Fraunhofer IISB

Das 1985 gegründete Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB betreibt angewandte Forschung und Entwicklung auf den Gebieten Leistungselektronik, Mechatronik, Mikro- und Nanoelektronik. Mit seinen Arbeiten zu leistungselektronischen Systemen für Energieeffizienz, Hybrid- und Elektroautomobile sowie zur Technologie-, Geräte- und Materialentwicklung für die Nanoelektronik genießt das Institut internationale Aufmerksamkeit und Anerkennung.
Im Geschäftsbereich Leistungselektronik werden schwerpunktmäßig Themen wie innovative Schaltungs- und Systemlösungen für hocheffiziente und kompakte Leistungswandler, mechatronische 3D-Integration, multifunktionale Integration und Einsatz neuer Materialien und Halbleiterbauelemente vorangetrieben. Anwendungsfelder sind u.a. die elektrische Energieübertragung, Antriebstechnik, Schaltnetzteile und Spannungswandler, Komponenten für die Fahrzeugtechnik und Fahrzeugmodelle sowie Aufbau und Verbindungstechnik für passive und aktive Leistungsmodule und Lebensdauer- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen. Das Fraunhofer IISB verfügt darüber hinaus über umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Fehleranalyse. Dies gilt für alle Ebenen elektronischer Schaltungen, vom Chip über Chipkontaktierung, Gehäuse und Schaltungsträger bzw. Isoliersubstrate bis hin zu passiven Bauelementen.
Rund 230 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in der Vertragsforschung für die Industrie und öffentliche Einrichtungen. Neben seinem Hauptsitz in Erlangen hat das IISB zwei weitere Standorte in Nürnberg und Freiberg. Das IISB kooperiert eng mit dem Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.

Weitere Informationen:

http://www.iisb.fraunhofer.de/presse Pressemitteilung und Bildmaterial zur redaktionellen Verwendung

Kommunikation | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht „BioFlexRobot“: Weiche Gelenke machen Roboter sicherer
29.05.2017 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise