IAA 2015: HIL-Batteriesimulator und induktives Ladesystem für die E-Mobilität
ISET-LIB Control Fraunhofer IWES
Batteriesimulationssystem
Um den Entwicklungsprozess zu beschleunigen und aufwändige Messreihen zu ersparen, wird das Verhalten der Batterie auf der Basis physikalisch-elektrochemischer Modelle simuliert.
Das Fraunhofer IWES hat dafür die Software ISET-LIB entwickelt, die alle relevanten physikalischen und elektrochemischen Vorgänge in Li-Ionen Batterien unter verschiedenen Betriebsbedingungen simuliert.
Die Software berücksichtigt konstruktive Daten sowie charakteristische Parameter der Zellchemie und kann nahezu beliebige Bauformen nachbilden, sodass aufwändige Messreihen zur Parametrierung überflüssig werden. Alle für die Modellierung relevanten elektrochemischen Parameter können für neue und gealterte Zellen bestimmt werden.
Die Modellierung unterschiedlicher Alterungszustände ist möglich, außerdem der detaillierte Einblick in den Zustand und die inneren Vorgänge einer Li-Ionen Batterie. Das begünstigt die Entwicklung neuer Zellkonzepte und Batteriemanagementsysteme.
Das Modell bildet das nichtlineare Verhalten der Batterie auf Zellebene nach, sodass der gesamte Betriebsbereich sehr genau simuliert werden kann. Außerdem ist das Modell in der Lage, die elektrische Verschaltung von den Zellen bis zum Batteriepack zu visualisieren.
Auf der Basis von ISET-LIB ist die Realisierung von Batterieemulatoren möglich. Diese werden in der Automobilindustrie in Hardware-in-the-Loop (HiL) Prüfständen eingesetzt, um schnelle, kostengünstige und reproduzierbare Prüfungen durchzuführen. Dadurch wird unter anderem die Entwicklung induktiver Ladesysteme vereinfacht.
Elektrofahrzeuge kabellos laden und entladen
Über ein kabelloses Ladesystem können Elektroautos künftig nicht nur tanken, sondern die Energie ins Stromnetz zurückspeisen. Auf diese Weise helfen sie das Netz zu stabilisieren. Das kostengünstige Ladesystem erreicht hohe Wirkungsgrade – über den vollen Leistungsbereich von 400 Watt bis 3,6 Kilowatt. Die Abstände zwischen Auto und Ladespule können bis zu 20 Zentimeter betragen. Auf der Internationalen Automobil Ausstellung IAA in Frankfurt stellen Fraunhofer-Forscher den Prototyp vom 15. bis 18. September 2015 vor (Halle 4, Stand D33).
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