Forschungsprojekt hyPowerRange

In den Vergangen Jahren hat in der Automobilindustrie ein großer Umschwung weg vom Verbrennungsmotor, hin zu elektrischen Antrieben eingesetzt. Trotz beachtlicher Fortschritte auf diesem Gebiet, besteht nach wie vor Verbesserungsbedarf in Bezug auf Preis und Reichweite von Elektrofahrzeugen. Ziel des Forschungsprojekts hyPowerRange: durch eine Reihe aufeinander abgestimmter Maßnahmen die Reichweite und die Leistung von E-Fahrzeugen zu erhöhen und dabei den Kühlbedarf sowie die Kosten zu senken. Im Zentrum dieser Bemühungen stand die simulationsgestützte Entwicklung eines modularisierten hybriden Li-Ionen Energiespeichers durch das Fraunhofer IEE, welcher sich sehr gut auf die Erfordernisse der jeweiligen Anwendung abstimmen lässt und eine hohe Leistung bestmöglich mit einer möglichst großen Kapazität vereint. Dies wurde durch eine anwendungsspezifische Kombination von Hochenergie- und Hochleistungsbatteriezellen, welche im Gegensatz zu früheren Konzepten direkt gekoppelt, also ohne elektronische Zwischenwandler fest miteinander verdrahtet sind, erreicht. Eine derartiger Aufbau stellt allerdings eine sehr große Herausforderung an die Auslegung und Betriebsführung des Speichers dar, da die unvermeidbar auftretenden Ausgleichsströme zwischen den verschiedenen Zelltypen nicht aktiv kontrolliert werden können. Im Gegenzug spart dieses Konzept Kosten und Gewicht, infolge der wegfallenden leistungselektronischen Komponenten ein. Gemeinsam mit den anderen Partnern konnte ein Prototyp dieser neuartigen Batterie gebaut, getestet und in ein Demonstratorfahrzeug, ein modifiziertes Audi A3 Cabrio, integriert werden.

Neben dem eigentlichen Batteriespeicher lag ein weiterer Fokus des Projekts in der Entwicklung und Erprobung reichweitenverlängernder Maßnahmen. So ist der hybride Speicher in ein übergeordnetes Energie- und Thermomanagement des Demonstratorfahrzeugs eingebunden. Dieses umfasst unter anderem den Einsatz von Wärmepumpen und eine in Bezug auf die Reichweite optimierte Batterie- und Fahrzeugtemperierung mit thermischer Vorkonditionierung aus dem elektrischen Netz.