Das zentrale Ziel des HiPoLiT Projektes ist die Erarbeitung, der Aufbau und die Erprobung von Demonstratoren für praxisgerechte, energiedichteoptimierte Lithiumbatterien auf Lithiumtitanoxid (LTO)-Basis. Diese sollen auch bei niedrigen Temperaturen extrem schnellladefähig sein und durch Kombination mit Hochvoltkathoden mit verbesserter Eigensicherheit und Langzeitstabilität auch bei Zyklusprozessen eine gefahrlose Aufladung von Fahrzeugen innerhalb weniger Minuten erlauben. Die Erprobung soll die Batterievorteile praxisnah in attraktiven Erstanwendungen der Elektro-Staplertechnik und der Elektro-Bootsantriebe verifizieren. BMZ bringt in den Verbund das Know-How zur Integration von Zellen in eine Gesamtbatterien und erarbeitet im Rahmen ihrer Projektaufgaben Systemintegrationslösungen, die an die neue Zellchemie, Zellgeometrie und Zelleigenschaften optimal angepasst sind. BMZ erstellt in diesem AP Batterien mit optimierter Energiedichte auf der Systemebene. Die Demonstratorgeometrie und relevante Eckdaten (Gewicht, Spannung, Kapazität, Lade- und Entlade-leistung) werden von den Endanwendern Linde und Torqeedo vorgegeben. Darauf basierend erstellt BMZ Konzepte für Batteriesysteme, die den speziellen Anforderungen des Projektes genügen. Dies umfasst unter anderem die intelligente Führung der Abwärme und Ausnutzung des reduzierten Zellwiderstandes. Neben den Besonderheiten der LTO-Zellchemie, die berücksichtigt werden müssen, entsteht eine besondere Herausforderung auch aus dem Pouch-Zellenformat und den damit verbundenen Problemen bei der Zellkontaktierung, was ein neues Zellhalter- und Kontaktierungsdesign erfordert. Zellen und Module werden in Analogietests geprüft, um ihre Eigenschaften im Einsatz zu ermitteln. Im letzten Schritt werden die zwei Demonstratoren aufgebaut.
Im Rahmen dieses Teilprojektes sollen die von den Projektpartnern erforschten und optimierten Batteriekomponenten zu Zellen mit besonderer Eignung für Anwendungen in der Elektromobilität und Logistikanwendungen verarbeitet werden. Das inhaltliche Ziel liegt in der Erforschung neuer Batteriekomponenten-kombinationen bestehend aus LTO Anoden, Hochvoltkathoden und innovativen hochvoltkompatiblen Elektrolyten, die mit neuartigen, leistungsstarken und thermomechanisch besonders stabilen Separatoren kombiniert werden. Weiterhin soll das Zelldesign für die Demonstratorzellen erstellt werden, anhand deren die Projektziele bei den Anwendern dargestellt werden sollen. In diesem Teilprojekt Nachdem zu Beginn des Projektes Referenzzellen aufgebaut wurden, wird Parallel zur Komponentenentwicklung der Konsortialpartner am ISIT die Integration der einzelnen Zellkomponenten untersucht, indem laufend Vollzellen mit dem jeweiligen Optimierungsstand der Zellkomponenten gebaut werden. Schließlich soll auf diese Art eine vollständige Integration aller neuen Komponenten (LTO-Anode, LMNO-Kathode, Separator, Elektrolyt) erfolgen. Die so erhaltenen Zellen werden in Hinblick auf die Projektziele charakterisiert. Zusätzlich werden weiterführende Messungen bezüglich Ladeverhalten, Zykelstabilietät und Gasentwicklung an der Zellen durchgeführt. Dieser Ablauf wird in diesem Teilprojekt für 2 Materialgenerationen durchlaufen. Zusätzlich umfasst das Teilprojekt noch die Mitarbeit am Zelldesign für die Demonstratorzellen und den Test der Demonstratorzellen bei verschiedenen Temperaturen.
Lithium-Sauerstoff-Batterien versprechen eine besonders hohe Energiedichte, erfordern aber die Lösung fundamentaler Probleme, um eine Praxistauglichkeit zu erreichen. In diesem Teilprojekt ein direkter Zugang zur in-situ-Untersuchung der Grenzflächen an Lithium-Anoden und neuartigen Gasdiffusionselektroden erschlossen werden. Die Entwicklung von in-situ-Methoden ist wichtig, da entscheidende Eigenschaften der Grenzschichten verändert werden können, wenn sie aus einer Batteriezelle entnommen werden und in ein Messgerät überführt werden. Im Projekt geht es um die Klärung folgender wissenschaftlich Fragestellungen: -Welchen Einfluss üben Vorbehandlungen und vorausgehende Ladezyklen auf die Stabilität der ionenleitenden Grenzschicht aus? -Wie kann Sauerstoff bei verschiedenen Entladezustände einer neuartiger Gasdiffussionselektroden in eindiffundieren? -Welche Reaktionsintermediate treten bei der Entlade- und der Ladereaktion auf? -Wie kann die Ladereaktion durch Elektrolytadditive beschleunigt werden?.
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.
Ziel ist der sichere, effiziente, durch (potenziell) Nutzende und im Umfeld agierende Personen akzeptierte Einsatz elektrischer automatisierter Kleinbusse zum Personentransport im Pilotbetrieb (zeitlich und räumlich begrenzt), also die Erprobung der Fahrzeuge unter anwendungsnahen Bedingungen, insbesondere auch zur Analyse ihres Umweltentlastungspotenzials. Hierfür wird eng und kooperativ mit Herstellern von entsprechenden elektrischen, automatisierten Fahrzeugen und Ladeinfrastruktur zusammengearbeitet. In Kombination mit einem leistungsfähigen öffentlichen Nahverkehr können autonome Shuttles laut OECD den Fahrzeugbestand in europäischen Städten um 90 Prozent reduzieren, mit einem vergleichbaren Potenzial für die Emissionsminderung. Durch die eingesparte Parkfläche würden bei einer so konsequenten Umstellung 20% der Straßenfläche und 80% der Parkflächen außerhalb der Straßen frei werden. Internationale Verkehrsorganisationen heben die historische Umbruchphase für den ÖPNV hervor, da autonome PKW durchaus auch eine Bedrohung darstellen können. Auf Branchentreffen in Deutschland nimmt das autonome Fahren einen prominenten Themenplatz ein. Auch der VDV verweist in aller Deutlichkeit auf die Zweischneidigkeit der absehbaren Entwicklung. AP 1: Anforderungsbeschreibung zu Fahrzeugen, Infrastruktur, Schnittstellen und Prozessen AP 2: Genehmigungsverfahren zum Betrieb auf Campusgelände AP 3: Implementierung Fahrzeuge, Systeme und Infrastruktur AP 4: Testdurchführung und Evaluierung AP 5: Begleitforschung - Planung und Durchführung der Nutzer- und Betreiberbefragung AP 6: Transfer in die Praxis AP 7: Öffentlichkeitsarbeit
The project includes research and development work on a future load management for electric vehicles in demand side management networks from the control room and demand response from the vehicle, presented on a smart home application based on inductive bidirectional charging at 11 kW. The principle higher network availability of vehicles with inductive charging technology will be demonstrated in a fleet test with six vehicles at various locations. The primary operating reserve market is to be addressed via controlled charging processes, with the control via a charging control system ensuring that a secure service can be provided for marketing. In the case of the high charging capacities required, heat management, foreign body detection and the entire safety analysis are of great importance. The project also seeks to ensure interoperability with current international standardization proposals, also through active participation in standardization committees. The aim of the project is to investigate whether the additional costs of the electric vehicle can be compensated by integration as energy storage in Smart Home concepts and with the help of new business models, and to what extent the use of an automatic network connection and a bidirectional contactless charging technology plays a significant role. In this case, e-mobility would also become much more attractive to users because of the cost-effectiveness of electric vehicles combined with domestic energy management.
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.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 766 |
| Kommune | 8 |
| Land | 6 |
| Wirtschaft | 33 |
| Wissenschaft | 268 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 766 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 766 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 742 |
| Englisch | 52 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 161 |
| Webseite | 604 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 311 |
| Lebewesen und Lebensräume | 459 |
| Luft | 735 |
| Mensch und Umwelt | 766 |
| Wasser | 125 |
| Weitere | 766 |