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 Sonne ernten auf zwei Etagen – Agrophotovoltaik steigert die Landnutzungseffizienz um über 60 %
22.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht DFKI-Roboter erkunden autonom Lavahöhlen auf Teneriffa
21.11.2017 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften