Die Firma Autoservice Demmler wird in diesem Projekt die Bereiche Elektromobilität, Ladeinfrastruktur und Speichertechnologien begleiten. Bereits seit dem Jahr 2008 befasst sich ASD mit Elektrofahrzeugen. Seit dem Jahr 2014 konnte mit einem Mietpool von derzeit rund 45 rein elektrischen Fahrzeugen ein enormes Wissen auf diesem Gebiet erworben werden. Bei Autoservice Demmler erfolgten bereits wissenschaftliche Erhebungen und Auswertungen im Bereich Elektrofahrzeuge, zu Mobilitätskonzepten und Kundenerfahrungen. Im Projekt soll des Weiteren eine Wärmeauskopplung bei Redox-Flow-Speicher ermöglicht werden. Bevor im zentralen Ansatz ein Redox-Flow-Speicher eingesetzt wird, soll im Vorfeld die Aus-kopplung der Wärme an einem bestehenden Redox-Flow-Speicher getestet und optimiert werden. ASD engagiert sich bereits seit Jahren im Bereich Umweltschutz und regenerativer Energieerzeugung. Auf dem Betriebsgelände befindet sich bereits ein Redox-Flow-Speicher an Welchem in den ersten beiden Jahren des Projektes eine prototypische Entwicklung stattfinden wird. Im Bereich Ladeinfrastruktur ist es Ziel eine Ladesäule zu entwickeln. Für zukünftige Schnellladungen sind verschiedene Systeme am Markt. Die geplante Ladesäule soll alle vereinen und demonstrativ bei Autoservice Demmler umgesetzt werden um einen Rollout für die Modellregion zu ermöglichen. Dazu wird eine spezielle DC-Ladesäule mit Anschlüssen für CCS, Chademo und Meneckes als Prototyp entwickelt. Das umfassende Wissen in den Bereichen Elektromobilität, Ladeinfrastruktur und Speichersystemen macht Autoservice Demmler zum Vorreiter in der Region, und wird maßgeblich zu einer erfolgreichen Umsetzung im Projekt ZED beitragen.
Die Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Batterien bei gleichen Kosten stellt einen der wichtigsten Punkte dar, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu vergrößern und somit der Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Derzeit sind Fahrzeuge mit Zelltechnologien der Generationen 1 und 2 im Einsatz, die Kathoden basierend auf LFP, LMO, NCA) oder NCM verwenden. HE-NCM (ein Kathodenmaterial der 3. Generation) stellt ein lithium- und manganreiches Kathodenmaterial dar, dass sich aufgrund seiner hohen Kapazität von über 200 mAh/g sehr gut für Hochenergie-Lithium-Ionen-Zellen eignet. Zudem besitzt es einen Kostenvorteil, da Mangan ein gegenüber Kobalt gut verfügbarer Rohstoff ist. Jedoch befindet es sich noch nicht in einem marktreifen Entwicklungsstadium. In GO 3 wird die BASF HE-NCM unter verschiedenen Gesichtspunkten verbessern. Dies beinhaltet: - Weiterentwicklung des Kathodenmaterials durch Methoden der chemischen Modifizierung und eine Verbesserung der klassischen Materialbeschichtung. - Neuartige Beschichtungsmethoden, die auf der Wechselwirkung von organischen Komponenten mit der Oberfläche von Übergangsmetalloxiden beruhen. - Entwicklung von hochvoltstabilen Elektrolyten und Elektrolytadditiven. Sämtliche Arbeitspakete beinhalten sowohl die synthetischen, analytischen Aspekte, sowie umfassende elektrochemische Testung der Materialien in Labor-Zellformaten: - Zyklenstabilität und Impedanzaufbau (durch Bestimmung des flächenspezifischen Widerstands), Gasentwicklung und Kapazitätserhalt bei Ladezustand von 100% und Lagerung bei erhöhter Temperatur (z.B. 60°C) und Auflösungsverhalten von Übergangsmetallionen während Zyklisierung und Lagerung.
The transition from fossil fuel based transportation to clean electric mobility must be considered one of the crucial steps of decarbonization. In this sense, reducing the import of oil to gain political independence is as important as mitigating global warming due to CO2 emissions according to the international climate goals. Even though the strong projected increase of electric vehicles must be seen as a rather positive development, a number of new related challenges will arise for energy supply companies, grid operators, vehicle and charging station manufacturers and finally the customers. Especially the continuously rising charge power in combination with an increasing supply by volatile sources result in high loads on the grid which may cause instabilities and - in the worst case - even blackouts. Still, the development of fast charging station with 100 kW and more is absolutely necessary to combat range anxiety attributed to EVs. Among experts, the lack of charging infrastructure is considered the biggest threat for electric mobility. In order to avoid a costly grid expansion and still provide a comprehensive network of fast charging stations, new innovative solutions need to be found. Within project FlyGrid a high-performance flywheel energy storage system (FESS) will be integrated in a fully automated fast charging station. Even with only a low voltage distribution grid at hand, high charge power can be reached while at the same time stabilizing the grid. The system is suitable to integrate local renewable sources - for instance PV-modules on a car port - and hence contributes to increase the share of clean energy in the electricity mix. Superior cycle life of the energy storage device, the ability to feed high power back into the grid as well as easy transportability in the form of a mobile 'fast charging box' (for electric construction machinery or similar) are further characteristics of the FlyGrid concept. FlyGrid is a disruptive technology, which can be developed and manufactured in Austria and plans to reach the following top-level goals with high socio-economic impact: - Reduction of charging times of EVs and increase of EV market penetration - Higher customer satisfaction through improved charging network - Avoidance of a costly electric grid expansion - Improved integration of volatile renewables sources for EV propulsion - Improved grid stability and power quality - Portable fast charging solution for zero emission construction equipment or events The versatile, interdisciplinary consortium consisting of two research institutions and nine industry partners, the world's first combination of flywheel energy storage, highly innovative, fully automated EV charging (easelink MATRIX CHARGING) and the integration of local renewables (Secar E-Port) all stress the uniqueness of the project.
Bereits heute ist die Anwendungsbreite für moderne Lithium-Ionen Batterien sehr groß. Diese Technologie ermöglicht eine weit höhere Energiedichte gegenüber klassischen Bleibatterien und erlaubt die Schnellladung. Es sind viele Einsatzbereiche, von Zweirädern über Golfkarts und Elektroboote bis hin zu stationären Anwendungen denkbar. Insbesondere der Bereich der mobilen Maschinen wie z.B. Gabelstapler und Reinigungsmaschinen verspricht ein hohes Anwendungspotenzial. Wegen zu kleiner Stückzahlen bei den meisten der potentiellen möglichen Anwendungen sind die derzeit verfügbaren Batterielösungen jedoch durchweg zu teuer und kommen deshalb nicht zur Anwendung. Zur Lösung dieses Problems soll dieses Projekt dazu beitragen, die derzeit prohibitiven Kosten durch eine geeignete Standardisierung zu überwinden. Basierend auf einem geeigneten Grundmodul können über ein modulares System unterschiedliche Batteriegrößen zusammengestellt werden, was zu hohen Stückzahlen für das Grundmodul und entsprechenden Effekten zur Kostensenkung führt. DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme führt innerhalb dieses Vorhabens grundlegende Untersuchungen zur Wirkungsweise des neuen modularen Batterietyps durch und arbeitet an der Integration der Zellen in die Module, erarbeitet ein Sicherheitskonzept und führt umfangreiche Tests der Module durch. 1 Definition grundlegender Rahmenbedingungen und Anforderungen 2 Entwicklung von Handhabung und Design des Moduls 3 Entwicklung Modulgehäuse, Modulaufbau und Steckverbinder 4 Zellintegration und Modulbereitstellung 5 Entwicklung Elektronik und Kommunikation 6 Aufbau und Test der Module auf dem Prüfstand 7 Integration der Module in die Anwendungen (Proof of concept) 8 Prüfung / Sicherheit und Ergebnistransfer in die Normung DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme wird die Thermosimulationen erstellen, das BMS testen, die funktionale Systemsicherheit entwerfen und beforschen, sowie beim Proof of Concept die Integration von BaSyMo in Hausenergiespeichersysteme erproben.
Das Forschungsprojekt zielt auf die Bearbeitung der Grundlagen hochdynamischer, kompakter Bordnetzwandler zur Verkleinerung oder Entfall der 48 V-Batterie und deren Ladegeräte mit 60 % höherer Leistungsdichte und 40 % geringeren Verlusten gegenüber dem Stand der Technik. Für On-Board-Wandler werden neuartige Topologien und geeignete Regelungsansätze entwickelt, die besonders die Vorteile von schnellen Wide-Bandgap-Schalter (WBG) ausnutzen. Durch Resonanzbetrieb und integrierte EMV-Filter werden elektromagnetische Störungen verringert. Durch neuartige Montagetechnologien der Leistungshalbleiter wird die thermomechanische Ermüdung verbessert. Zur Entwicklung kompakter magnetischer Komponenten werden die dominanten Einflussgrößen bezüglich Verluste und Entwärmung hin zu einem effizienten und modularem Aufbau erforscht und optimiert. Dazu werden innovative Vormagnetisierungs-Verfahren entwickelt. Zudem werden Integrationsansätze zur multifunktionalen Nutzung einzelner Magnetkerne wie Schwingkreisspulen und Transformatoren untersucht. Mit einer rechnergestützten Mehrzieloptimierung wird das Bauvolumen der EMV-Filter reduziert. Der Nachweis erfolgt durch Aufbau von Ergebnisdemonstratoren und Funktionsmustern.
Der Einsatz von Elektrofahrzeugen im Polizeidienst ist nicht neu. Bislang stand hierbei jedoch der Ersatz von Fahrzeugen im Vordergrund, die für Fiskal- und Verwaltungsfahrten verwendet wurden und somit keine oder nur wenige polizeispezifische Anforderungen mit sich brachten. Mit dem geplanten, kombinierten Einsatz von batterieelektrischen (BEV) und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen (PHEV) im Einsatz- und Streifendienst steht die Polizei vor der Herausforderung, dass die Fahrzeuge einen kontinuierlichen Einsatz und eine 24/7-Verfügbarkeit erfordern. Vor diesem Hintergrund ergeben sich Fragen zur optimalen Flottenzusammensetzung (BEV, PHEV) für die verschiedenen Einsatzfelder, zur integrierten Betrachtung von Flotten- und Lademanagement sowie zum kontinuierlichen Einsatz in Extremszenarien, wie dem Einsatz- und Streifendienst, die bislang noch nicht hinreichend beantwortet wurden. Im Vorhaben 'lautlos&einsatzbereit' sollen 50 BEV und PHEV im Polizeidienst für die Einsatzbereiche des Streifendienstes, des Kriminalermittlungsdienstes und für Verwaltungsfahrten in Betrieb genommen und erprobt werden. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitforschung werden die Mobilitäts- und Ladebedarfe der verschiedenen Anwendungsbereiche erhoben. Darauf aufbauend wird ein integriertes System für die Flottenplanung und -steuerung sowie das Lademanagement entwickelt, das den besonderen Anforderungen des Polizeieinsatzes gerecht wird. Die Herausforderung des neuen Planungs- und Managementsystems besteht darin, die - vor allem im Einsatz- und Streifendienst - extremen Anforderungen, wie nicht planbare Einsatzzeiten und -umfänge sowie die Notwendigkeit einer nahezu 100%igen Verfügbarkeit zu erfüllen. Hierdurch entstehen Abhängigkeiten zwischen den Flotten, der Ladeinfrastruktur und der Energiebereitstellung, die die Planungs- und Steuerungskomplexität deutlich erhöhen. Im Ergebnis des Projekts soll ein Leitfaden für die integrierte Planung sowie den ökologischen und ökonomischen Betrieb von Fahrzeugflotten unter extremen Einsatzbedingungen entstehen. Dieser kann Entscheidungsträger bei Planung, Beschaffung und Betrieb von E-Fahrzeug-Flotten vor allem unter extremen Einsatzbedingungen unterstützen (z. B. Polizei, aber auch Feuerwehr oder Rettungsdienste).
Ziel ist die Erforschung einer intelligenten induktiven Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Smart-Home zum bidirektionalen Austausch elektrischer Energie. Sie soll in der Lage sein, Traktionsbatterien induktiv zu laden und zu entladen, um bedarfsweise auch als Hausspeicher dienen zu können. Batterieseitig werden Steuerungsalgorithmen für den optimierten Energiefluss zwischen E-Fahrzeug und Smart-Home erforscht, um eine schonende Zyklisierung ohne Lebensdauereinbußen zu ermöglichen. Es erfolgt eine Betrachtung geeigneter Batteriegrößen. Die Schnittstelle ist für hohe Sicherheit auszulegen. Es werden alle Energiespeicher und gekoppelten Komponenten über eine Software-Schnittstelle miteinander kommunizieren. Die Schnittstelle wird mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle gekoppelt, die in Form eines auf Android-Endgeräten lauffähigen Programms entwickelt wird. Das Gesamtsystem wird in einem umfangreichen Feldversuch erprobt. Die Aufgaben der e.GO bestehen in der Entwicklung und Herstellung der Energieüberträger und Fahrerprobungsträger. In AP 1 untersucht e.GO das Batterieverhalten und definiert den Demonstratorversuchsträger. In AP 2 werden die Energieübertragungssysteme für die BEVs entwickelt. In der Erprobungsphase im AP 3 wird e.GO die Erprobungsträger in Betrieb nehmen und die Datenerfassung bei Feldtests unterstützen. In AP4 definiert e.GO geeignete Normen/Standards für Fahrzeug-Gebäude Kopplung. In AP5 erarbeitet e.GO an der Fehlersicherheit und Zulassung der Systeme. AP1.2 Untersuchung Batterieverhaltens AP1.3 Ausarbeitung Konzept für stationäre Hardware, Messtechnik und Software AP1.4 Definition BEVs und Induktion AP2.2 Entwicklung BEVs AP3.1 Betreuung Feldtests des BEVs AP3.3 Datenerfassung & -auswertung Feldtests AP4.2 Anpassung und Detailierung Normen der Fahrzeug-Gebäude-Kupplung AP5.1 Erstellung FMEA der Einzelkomponenten/Gesamtsystem AP5.2 Betrachtung EMV AP5.3 Übertragung/ Optimierung Komponente und Systemebene AP6.2 Durchführung Öffentlichkeitsarbeit.
The ASSURED Project proposal addresses the topic GV-08-2017, 'Electrified urban commercial vehicles integration with fast charging infrastructure' of the Green Vehicle work programme. A 39-member consortium from 12 different EU Member States will conduct the work. The overall objectives of ASSURED are: - Analysing the needs of the cities, operators and end-users to derive the requirements and specifications for the next generation of electrically chargeable heavy-duty (HD) vehicles (i.e. buses), medium-duty (MD) trucks and light duty vehicles for operation within an urban environment; - Improving the total cost of ownership (TCO) through better understanding of the impact of fast charging profiles on battery lifetime, sizing, safety, grid reliability and energy- efficiency of the charger-vehicle combination; - Development of next generation modular high-power charging solutions for electrified HD and MD vehicles; - Development of innovative charging management strategies to improve the TCO, the environmental impact, operational cost and the impact on the grid stability from the fleet upscaling point of view; - Demonstration of 6 electrically chargeable HD vehicles (public transport buses), 3 MD trucks (2 refuse collections & 1 delivery truck) and 1 light duty vehicle with automatic fast charging; - Development of interoperable and scalable high power charging solutions among different key European charging solution providers; - Demonstration of energy and cost efficient wireless charging solutions up to 100 kW for an electric light duty vehicle (VAN); - Evaluating the cost, energy efficiency, impact on the grid of the different use cases, noise and environmental impact of the ASSURED solutions; - To actively support the take?up of business cases and exploitation of project results across Europe of the use cases by partner cities (Barcelona, Osnabruck, Goteborg, Brussels, Jaworzno, Munich, Eindhoven, Bayonne, Madrid) and end users.
Ziel dieses Verbundprojektes ist die Demonstration der Leistungsfähigkeit einer neuen Energiespeichertechnologie auf der Basis von Magnesium und Schwefel in einer Industrie-kompatiblen Batteriezelle. Der Beitrag des DLR befasst sich im Wesentlichen auf der Herstellung von Schwefelkathoden für die Mg-S Batterien und mit der Charakterisierung von Batteriekomponenten durch Anwendung unterschiedlicher in situ und ex situ Techniken. Mithilfe der in-situ Röntgendiffraktometrie (XRD) können die Reaktionsvorgänge von Schwefel während der Entladung und Ladung beobachtet werden. Mit der Elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) werden die während des Zyklierens ablaufenden Zellprozesse und Degradationsvorgänge untersucht. Die sich bildenden Polysulfide beim Entladevorgang sowie die Endprodukte werden mittels UV-VIS-Spektroskopie untersucht. Hierbei sollen die Zwischenprodukte bei unterschiedlicher Entladungstiefe semi-quantitativ erfasst und analysiert werden. Neben experimentellen Arbeiten werden auch Modellierungs- und Simulationsaktivitäten der elektrochemischen Prozesse während der Lade- und Entladevorgängen untersucht. Es werden Kontinuumsansätze zur numerischen Simulation des Verhaltes von Batteriezellen von der Nanometerskala bis zur Zellskala untersucht. Die einsetzende Software BEST erlaubt es, durch Mikrostruktur-aufgelöste Simulationen, Korrelationen der Elektrodenstruktur und der Funktionalität von Batterien zur systematischen Entwicklung von Batterieelektroden zu bestimmen. Die Erkenntnisse fließen direkt in die Entwicklung erster Pouchzellen dieser Batterieart ein. Hierfür wurde ein spezifiziertes VDA-Format mit einer Dimension von 121 x 243 x mm ausgewählt. Die Zellen werden nach anwenderspezifischen Vorgaben belastet. Diese Belastungstests werden nach Vorgabe aus der Industrie bzw. Anwendung von DLR erstellten Lastprofilen für den elektromobilen Stadt-und kombinierten Stadt- und Landverkehr durchgeführt.
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| Bund | 784 |
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| Förderprogramm | 784 |
| License | Count |
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| offen | 784 |
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