Energiemaximierung von komplexen Batterie- und Brennstoffzellensystemen - höhere Reichweite für Fahrzeuge

Presseinformation / 2.11.2010

Das Fraunhofer IIS entwickelt Batteriemanagement-Systeme, mit deren Hilfe die Engergieausbeute von Batterie- und Brennstoffzellensystemen maximiert werden kann. Dadurch ist es möglich, die Reichweite von Fahrzeugen deutlich zu erhöhen.

Das Batteriemanagement-System (BMS) des Fraunhofer IIS misst den Strom, die Zellspannungen und die Temperaturen des Batteriesystems. Anhand der Messwerte wird der Ladezustand der Zellen berechnet. Bisher kann bei einem seriellen Mehrzellensystem nur soviel Energie entnommen werden, wie in der schwächsten Zelle enthalten ist. Die Entladung muss abgebrochen werden, wenn die minimale Spannung erreicht wurde. Dadurch geht wertvolle Energie in den restlichen Zellen zur Nutzung verloren.

An dieser Schwachstelle setzen die Batteriemanagement-Systeme des Fraunhofer IIS an. Um alle Zellen komplett entladen zu können, muss die Energie von stärkeren in schwächere Zellen umgeladen werden. Stellt das BMS ungleiche Ladezustände fest, kann es mit Hilfe einer neuartigen implementierten aktiven Symmetrierung Energie zwischen den Zellen transferieren. Dadurch wird die Ausbeute des Systems maximiert und die gesamte Energie aller Zellen genutzt. Diese innovative Technologie wurde erstmalig von den Fraunhofer- Forschern umgesetzt. Zudem verringert die Umladung der Energie und die weitere Nutzung im Verbraucher die Abwärme im Akku, die z. B. durch die übliche passive Symmetrierung entsteht.

Größere Batteriesysteme werden beispielsweise in Elektround Hybridfahrzeugen sowie in elektrischen Kleinfahrzeugen, z. B. Rollstühle verwendet. Mit Hilfe des Fraunhofer- Batteriemanagement-Systems ist es möglich, die Reichweite der Fahrzeuge deutlich zu erhöhen.

Die aktuellsten Batteriemanagement-Systeme und ihre Effizienz bei der Energiemaximierung zeigt das Fraunhofer IIS auf der Electronica vom 9. bis 12.11.2010 in München.