Die elektrischen Energiespeicher stellen eine bedeutende Schlüsselkomponente in der Elektromobilität dar. Zwar hat sich mittlerweile herauskristallisiert, dass Lithium-Ionen-Batterien in den zukünftigen Elektro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, dennoch besteht an dieser Stelle noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf.
Das BATEM-Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von Testsystemen für elektrische Energiespeicher im Bereich der Elektromobilität. Die Systeme werden produktionsbegleitend zur Qualitätssicherung und in der Entwicklung der Energiespeicher sowie zu deren Charakterisierung eingesetzt.

Der hohe technische Anspruch entsteht hier aus den Anforderungen, die Elektro- und Hybridfahrzeuge an die Energiespeicher stellen. Bei Spannungen bis zu 600V wird über 200kW elektrische Leistung von den Energiespeichern gefordert.

Das in dem Forschungsprojekt zu entwickelnde Endstufenkonzept wird dafür genutzt, neue Ansätze zur Charakterisierung der Energiespeicher zu erarbeiten. Eine geeignete Methode scheint hier die Großsignal-Impedanzspektroskopie zu sein. Im Gegensatz zu bisherigen Messmethoden, bei denen die Impedanz mit Stromamplituden bis maximal 30A gemessen wird, werden hier Amplituden bis zu 600A verwendet. Die bisher oft eintretenden Fehleinschätzungen bei der Interpretation der Kleinsignal-Charakterisierung treten hier durch die direkte Messung der Großsignal-Kenngrößen nicht mehr auf.
Von besonderem Interesse ist eine Charakterisierung der Energiespeicher im Kurz- und Langzeitverhalten. Da es noch keine standardisierten Prüfverfahren gibt, werden diese im Rahmen des Projekts zusammen mit den OEMs und Zulieferern ermittelt und entsprechende Testabläufe definiert.

Das Projekt ist grob in drei Phasen gegliedert. In der ersten Phase wird das Batterietestsystem unter Berücksichtigung der speziellen Anforderungen aus der Elektromobilität realisiert. In der zweiten Phase wird das entwickelte Batterietestsystem zu einem universell einsetzbaren System zur leistungsfähigen Charakterisierung verschiedener Energiespeicher in applikationsnahen Arbeitspunkten weiterentwickelt. Die letzte Phase beschäftigt sich mit der Charakterisierung der verschiedenen Energiespeicher. Die hier gewonnen Daten dienen als Grundlage für detaillierte Simulationsmodelle verschiedener Energiespeicher.

Das Konsortium des Verbundprojekts besteht aus:

• Institut für Elektromobilität, Hochschule Bochum, http://institut-elektromobilitaet.de/
• Ruhr Universität Bochum, https://www.ruhr-uni-bochum.de/
• ScienLab electronic systems GmbH, https://www.keysight.com/

Laufzeit: 08/2008-07/2011

Förderung: FHprofUnd-­‐Forschungsprojekt

Förderkennzeichen: FKZ 1722X08

Ansprechpartner:  Prof. Dr.-Ing. Friedbert Pautzke