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Electric Vehicle Enhanced Range, Lifetime And Safety Through INGenious battery management

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Neue Batterietechnologien für größere Reichweite von Elektrofahrzeugen

Mit einem optimierten Batteriemanagementsystem für Elektrofahrzeuge will Europa schneller sein Ziel hin zum emissionsfreien Straßenverkehr erreichen.

Klimawandel und Umwelt

Batterien sind ein schnell wachsender Industriezweig, der Europa enorme wirtschaftliche Chancen im Wettlauf um emissionsfreien Straßenverkehr und hin zur klimaneutralen Gesellschaft bietet. Batterietechnologien werden kontinuierlich weiterentwickelt, um die Kapazität zu steigern und gleichzeitig Kosten zu senken. Neuere Batteriemanagementsysteme (BMS) reagieren jedoch vor allem auf „Symptome“, wobei die Erkennung des Ladezustands immer schwierig und dessen Management meist ungenau ist. Aufgrund dieser ungenauen und reaktiven Überwachung muss die gesicherte Reichweite meist deutlich begrenzt werden, wenn sicherer und zuverlässiger Betrieb gewährleistet werden soll. Dies wiederum macht die Batterieauslastung ineffizient und liefert auch keine vollständige Garantie gegen unsichere Situationen oder Batterieschäden.

Optimierte Batterieleistung für Elektrofahrzeuge

Das EU-finanzierte Projekt EVERLASTING entwickelte modellbasierte, flexible, modular aufgebaute und preisgünstige Batteriemanagement-Technologien. Carlo Mol, Projektkoordinator von EVERLASTING, erklärt dazu: „Mit der Entwicklung eines modellbasierten, proaktiven BMS der ‚nächsten Generation‘ konnten Aspekte wie Sicherheit, Leistung, Kosten und Verlässlichkeit von Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge verbessert werden. Eine der größten technischen Herausforderungen ist noch immer die kosteneffektive Überwachung von Batterien, das Management von Leistungsindikatoren und die Erkennung von Batteriealterung und -ausfall. „All diese Dinge lassen sich nicht durch eine einzelne Innovation lösen, sondern mit umfassenden Konzepten, die Daten verschiedenster neuer Sensortechnologien, Modelloptimierung und effiziente Temperaturüberwachung und Anpassung der Ladeschlussspannung kombinieren. So könnte die Nutzungs- und Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen innerhalb sicherer Grenzen deutlich verbessert und gleichzeitig die Lebensdauer und Zuverlässigkeit verlängert werden“, ergänzt Mol. EVERLASTING sollte bei gleicher Batteriegröße und ohne Nutzungseinschränkungen auch die Reichweite verlängern, indem der definierte Betriebszustand der Batterie (obere und untere Grenze des Betriebsbereichs) innerhalb der Sicherheitsgrenzen erweitert und das Energiemanagement des Antriebssystems verbessert wurde. Die hervorragenden Testergebnisse belegten eine Reichweitenoptimierung um 5,6 %. Außerdem entwickelten die Projektpartner eine einheitliche Architektur (Hardware, Software und Schnittstellen) und Zuverlässigkeitsprüfungen für Batteriemanagementsysteme, um eine verlässliche Leistung zu erreichen. Mol zufolge sollen diese Informationen der gesamten Elektromobilitätsforschung zugänglich gemacht werden, die dann auf diese Vorarbeiten zur Standardisierung zurückgreifen kann.

Veröffentlichung und wissenschaftliche Bedeutung

Die Ergebnisse von EVERLASTING haben kommerzieller Nutzung, Spitzenforschung und Aus- und Weiterbildung enormen Vorschub geleistet. Die Projektpartner aus Industrie und Forschung identifizierten 38 Technologiekomponenten, von denen die meisten den Technologiereifegrad, TRL 7-9 erreichten, hohes Verwertungspotenzial haben und bereits in kommerzielle Produkt- und Dienstleistungsportfolios der Partner integriert wurden. Den wissenschaftlichen Impact des Projekts verdeutlichen auch die zahlreichen Forschungsbeiträge (37 Zeitschriftenpublikationen, 20 wissenschaftlich geprüfte und 33 nicht referierte Konferenzbeiträge) sowie zwei Dissertationen, 14 öffentliche Veranstaltungen und 33 staatliche Dokumentensammlungen, darunter 13 Weißbücher). EVERLASTING beteiligte sich am Open Research Data Pilot der Europäischen Kommission und veröffentlichte auf der Datenbank 4TU.ResearchData 27 offene Datensätze. „Die Ergebnisse von EVERLASTING werden auf breiter gesellschaftlicher Ebene dazu beitragen, die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung von Batterien zu verbessern und damit den Übergang zur Elektromobilität zu fördern“, schließt Mol.

Schlüsselbegriffe

EVERLASTING, Batterie, Zuverlässigkeit, Elektrofahrzeug, BMS, Sicherheit, Reichweite, Batteriemanagementsystem

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