Das Projekt "Teilvorhaben: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); 'efleet'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Durch efleet werden gemeinsam mit Herstellern von Flughafenequipment prototypisch e-Fahrzeugkonzepte in der Abfertigung und im Flughafenbetrieb eingesetzt. Innerhalb des Projektes soll untersucht werden wie sich die spezifischen Einsatz- und Leistungsanforderungen im produktiven Flughafenbetrieb auf e-Fahrzeugstandzeiten sowie Batterielebensdauern auswirken. Besonders der intermittierende Kurzstreckenbetrieb bei häufigen Lade- und Entladevorgängen kann sich negativ auf die Batterielebensdauer auswirken. Die e-Fahrzeuge sollen innerhalb des Projekts mit entsprechender Messsensorik ausgestattet werden, um den Zustand des elektrochemischen Speichers sowie den entsprechende Fahrzeug- bzw. Lastzustand abbilden und korrelieren zu können. Der Schwerpunkt der Arbeiten des DLR liegen in der Erhebung und Auswertung der Messdaten sowie der Unterstützung bei der Koordination des Projektes (AP 0 'Projektkoordination'). Dies spiegelt sich auch im Arbeitsplan wieder, mit den größten Anteilen in den Arbeitspaket AP 3 'Messdatenerhebung' und AP 4 'Analyse'. Dort wird nach gemeinsamer Spezifikation der Messparameter entsprechendes Messequipment beschafft und implementiert. Daraus gewonnene Messdaten werden federführenden durch das DLR erhoben, ausgewertet, analysiert und bewertet. In AP 1 'Infrastruktur' wird das DLR den Flughafen Stuttgart bei der Planung der Infrastruktur unterstützen.
Das Projekt "SLIB: Sicherheit von Li-Ionen Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist die Prüfung und Untersuchung der Sicherheitskonzepte heutiger und zukünftiger Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) und der Aufbau von Prüfkompetenz zur Durchführung von Sicherheitsprüfungen an LIBs. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen zurück in die Batterieentwicklung sowohl beim Hersteller als auch bei der Normungsarbeit. Damit wird in Zukunft höchstmögliche Sicherheit durch unabhängige Prüfung und Zertifizierung ermöglicht. 2. Arbeitsplanung Der Arbeitsplan am ZSW umfasst mehrere Pakete, konzentriert sich aber im wesentlichen auf die systematischen Untersuchung der intrinsichen Sicherheit von Li-Zellen, diese werden jeweils vorab zu den Untersuchungen und Tests an Modulen und Batterien beim VDE vorgenommen.
Das Projekt "Development of a highly efficient electrochemical storage unit for PV systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. General Information: The work described in this proposal aims at the development of a comparatively inexpensive storage battery, the vanadium redox flow battery, which is specially adapted to stand-alone PV-systems requiring seasonal energy storage. The availability of such a battery will significantly reduce the currently high overall system cost. For seasonal energy storage, systems with high capacity are required. Classical secondary batteries, although capable of good energy efficiency in short term applications, suffer from self-discharge, limited system life and high cost. A combination of water electrolysis and fuel cells (hydrogen gas accumulator) suffers from low overall energy efficiency (=36 per cent). Redox flow batteries offer the possibility to design a high capacity storage energy system adapted to the power of a solar home system at high overall energy efficiency (=90 per cent). Furthermore, the cost of the system is limited, since only the active material and a comparatively inexpensive storage tank is required to provide additional capacity. From all possible redox flow batteries, the all vanadium system promises the lowest technical risk in realization. Within the project, suitable materials for high performance electrodes and low cost separators will be investigated. Furthermore, manufacturing technologies for modules and batteries of size up to 5 kW/100 kWh will be developed. Modules and batteries manufactured during the program will be subjected to bench tests and system tests in an existing PV-system. Optimized layouts for solar home systems will be developed as well. The partners are ZSW, Power cell and F.F. Lda, all of which have existing laboratory and testing infrastructures and long-term experience in the field of PV-systems and electrochemical energy storage technologies. ZSW is involved in several battery development and testing programs. Particular emphasis is given to battery related materials research. Power cell has long-term experience in design and manufacturing of flow type batteries. F.F. Lda has experience in the layout of PV- and small scale wind power systems. Prime Contractor: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg; Ulm; Germany.
Das Projekt "Li-Five- Fünf-Volt-Lithium-Ionen-Zelle mit hoher Lebensdauer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Li-Tec Battery GmbH durchgeführt. Ziel ist eine Lithium-Ionen-Batteriezelle auf Basis neuartigen nanoskaligen Kompositmaterialien. Hierzu werden Nanopartikel mit einem hohen Anteil an aktiver Oberfläche mit einer zweiten Phase zu einem Nanokomposit verbunden. Die vorgeschlagenen Arbeiten zur Entwicklung von Zellen für Großbatterien gliedern sich in vier Arbeitspakete, die die Ansätze zur Materialentwicklung abdecken. Übergeordnete Arbeiten umfassen die Analytik und den Zellaufbau und -test. Die Projektdauer beträgt vier Jahre. Das Vorhaben ist im Grenzbereich zwischen der Grundlagenforschung und der anwendungsorientierten Industrieforschung angesiedelt. Die Hochskalierbarkeit der verwendeten Herstellungsverfahren wird durch die Erfahrung der Industriepartner sichergestellt. Während am Forschungszentrum die Materialtest in Knopfzellen durchgeführt werden, besteht durch die Beteiligung der Firmen Li-Tec und Litarion der Zugang zur industriellen Zellfertigung.
Das Projekt "Li-Five: Fünf-Volt-Lithium-Ionen-Zellen mit hoher Lebensdauer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TEMIC Automotive Electric Motors GmbH durchgeführt. Unterstützung der Zellentwicklung durch ein Lebensdauermodell für LiFePO4 und das 5V-Material LiCoPO4, welches mit beschleunigten Test schnell identifiziert werden kann. WP2 Unterstützung bei der Formulierung der Elektroden in der Zellentwicklung der Li-Tec WP3 Festlegen von EoL-Kriterien von Zellen im Beschleunigten Test mit Hinblick auf die Speichersystem Anwendung WP5 Erstellen und Erweitern des Phenomenologischen Alterungsmodells der Zellen. Alterungsmodelle werden in der Systemauslegung von Energiespeichern verwandt. Die Güte des Modells entscheidet über Qualität und Kosten des Batteriesystems im Fahrzeug. Die 5V-Zelle wäre mit einem Zuwachs der Energiedichte von 20 Prozent bis 40 Prozent ein Alleinstellungsmerkmal im Vergleich zum Stand der Technik und zu ausländischen Konkurrenten.
Das Projekt "Li-Five: Fünf-Volt-Lithium-Ionen-Zellen mit hoher Lebensdauer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Accumotive GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel der Arbeiten ist es, Ausfallmechanismen bestehender, aber auch neuer im Projekt zu generierender 5V-Zellen auf Basis von Li-Ionen zu erforschen und entsprechende Algorithmen für ein simulationsfähiges Alterungsmodell zu verifizieren. Aus der mathematischen Beschreibung komplexer Degradationsprozesse lassen sich wichtige Parameter zur Prognose von z.B. Ausfallwahrscheinlichkeit und Lebensdauer erstellen, die für eine Fahrzeugapplikation und eine wirtschaftliche Umsetzung essentiell sein werden. Darüber hinaus kann ein optimales Batteriedesign und eine bessere Energieausnutzung der Zellen kostengünstiger antizipiert werden (bspw. um die Energiedichte und damit die erzielbare Reichweite ohne Einfuße bei der Lebensdauer vorherzusagen). In diesem Projekt werden entsprechende mathematische Modelle generiert, auf Basis im Projekt realisierter Forschungsergebnisse - Zellscreening und gezielte Alterungsexperimente - und diese zu einem ganzheitlichen Alterungsmodell zusammengefügt. An Hand dieses Modells wird die Verifizierung und Prognosefähigkeit überprüft werden, wie z. B. Ausfallwahrscheinlichkeit und Lebensdauer der im Projekt verfügbaren Konvention. u. neuen Li-Batteriesysteme. Sofern die Modellierung erfolgreich ist, soll das Alterungsmodell auch auf seine Wirtschaftlichkeit überprüft werden und beispielhaft ein optimales Batteriedesign mit dem Ziel einer besseren Energieausnutzung abgeleitet werden. Im Verlauf des Projektes werden erste, relevante Alterungsmodelle allen Partnern zur Verfügung gestellt, an Hand derer die Verifizierung, Prognosefähigkeit und - in einem nachgelagerten Schritt - der wirtschaftliche Nutzen evaluiert werden soll. Durch die hohe Vernetzung aller Partner über entsprechende Arbeitspakete, aber auch über 'ad hoc' Rückmeldungen, wird damit eine stetige Verbesserung des Modells sichergestellt. Außerdem soll das erstellte Modell seine Prognosefähigkeit unter geänderten Rahmenbedingungen. (Materialien, Lastverhalten im FZG-Zyklus) unter Beweis stellen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Contrac GmbH; 'efleet'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von COBUS INDUSTRIES GmbH durchgeführt. Durch efleet werden gemeinsam mit Herstellern von Flughafenequipment prototypisch e-Fahrzeugkonzepte in der Abfertigung und im Flughafenbetrieb eingesetzt. Innerhalb des Projektes soll untersucht werden wie sich die spezifischen Einsatz- und Leistungsanforderungen im produktiven Flughafenbetrieb auf e-Fahrzeugstandzeiten sowie Batterielebensdauern auswirken. Besonders der intermittierende Kurzstreckenbetrieb bei häufigen Lade- und Entladevorgängen kann sich negativ auf die Batterielebensdauer auswirken. Die e-Fahrzeuge sollen innerhalb des Projekts mit entsprechender Messsensorik ausgestattet werden um den Zustand des elektrochemischen Speichers sowie den entsprechende Fahrzeug- bzw. Lastzustand abbilden und korrelieren zu können. Es ist vorgesehen, zwei unterschiedliche Ladesysteme zu erproben, für welche die jeweils erforderliche Infrastruktur aufgebaut wird (AP1). CONTRAC wird den Flughafen Stuttgart bei der Auslegung und Inbetriebnahme unterstützen (AP2). Über Datenlogger werden alle relevanten Daten erfasst, in der Konstruktionsabteilung von CONTRAC ausgewertet und energieoptimierende Maßnahmen erarbeitet. Diese werden durch Modifikationen am e.cobus umgesetzt und getestet (AP3). Wie unter AP3 beschrieben, werden die Fahrzeugdaten kontinuierlich erfasst und ausgewertet, und die Energieeffizienz durch entsprechende Modifikationen am Fahrzeug gesteigert. Das Hauptaugenmerk ist hier auf die Energieminimierung der Nebenaggregate sowie die Energierückgewinnung gerichtet (AP4).
Das Projekt "IBÖ-02: Bio-basierte Elektrolyten und Elektroden für Redox-Flow-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Das in diesem Projekt angestrebte Produkt ist eine bio-basierte Redox-Flow-Batterie. Redox-Flow-Batterien sind ein spezieller Batterietyp, der sich besonders dadurch auszeichnet, dass Leistung und Speicherkapazität unabhängig voneinander skalierbar sind. Aufgrund dieses Vorteils sowie der langen Lebensdauer, niedrigen Selbstentladungsrate, günstigen Kosten und flexiblen Auslegung wird diese Technologie als sehr vielversprechend für die Zwischenspeicherung von volatilem regenerativem Strom gesehen. Stand der Technik ist die sogenannte Vanadium-Redox-Flow-Batterie, die auf Elektrolyten mit Vanadiumsalzen basiert, die allerdings aufgrund der hohen Kosten, Korrosivität und Giftigkeit problematisch sind. Stattdessen sollen sie in diesem Projekt durch bio-basierte Elektrolyten ersetzt werden, die vorwiegend aus in Pflanzen vorkommenden redoxaktiven Verbindungen bestehen. Auch die Elektroden der Batterie sollen durch bio-basierte Materialien ersetzt werden, die durch Carbonisierung von Pflanzenfasern hergestellt werden. Die Sondierungsphase ist in drei Arbeitspakete aufgeteilt. Zunächst sollen Vorversuche durchgeführt werden, in denen wichtige Informationen zur technischen Realisierbarkeit der Produktidee gewonnen werden. Dazu werden elektrochemische Versuche an zum Einsatz in Redox-Flow-Batterien vorgesehenen biologischen Verbindungen durchgeführt. Parallel dazu wird eine umfangreiche Markt- und Konkurrenzanalyse durchgeführt, die auch die Schutzrechtssituation umfasst. Außerdem soll während der Sondierungsphase die Machbarkeitsphase geplant und geeignete Partner dafür gesucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Flughafen Stuttgart GmbH; 'efleet'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Flughafen Stuttgart GmbH durchgeführt. Durch efleet werden gemeinsam mit Herstellern von Flughafenequipment prototypisch e-Fahrzeugkonzepte in der Abfertigung und im Flughafenbetrieb eingesetzt. Innerhalb des Projektes soll untersucht werden wie sich die spezifischen Einsatz- und Leistungsanforderungen im produktiven Flughafenbetrieb auf e-Fahrzeugstandzeiten sowie Batterielebensdauern auswirken. Besonders der intermittierende Kurzstreckenbetrieb bei häufigen Lade- und Entladevorgängen kann sich negativ auf die Batterielebensdauer auswirken. Die e-Fahrzeuge sollen innerhalb des Projekts mit entsprechender Messsensorik ausgestattet werden, um den Zustand des elektrochemischen Speichers sowie den entsprechende Fahrzeug- bzw. Lastzustand abbilden und korrelieren zu können. Die FSG ist in allen Arbeitspaketen vertreten. In AP0 erbringt die FSG die Gesamtkoordination des Projektes, wobei die technische Koordination dem DLR obliegt. In AP1 leitet die FSG in enger Kooperation mit den Herstellern die Planung, Implementierung und Optimierung der nötigen Infrastruktur. In AP2 wird durch die FSG der Betrieb der Forschungsfahrzeuge unter Echtbedingungen organisiert und sichergestellt. In AP3 werden die Flughafendaten der Fahrzeuge durch die FSG erhoben und mit den Partnern analysiert, so dass die in AP4 anvisierte Verschmelzung von den Daten erfolgen kann. Erforscht und bearbeitet werden durch die FSG in AP 4 die Bereiche Technologie Benchmark, Fahrzeugoptimierungspotentiale und Wissenstransfer.
Das Projekt "Li-Five: Fünf-Volt-Lithium-Ionen-Zellen mit hoher Lebensdauer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Merck KGaA durchgeführt. LiIon-Batterien werden als Schlüsseltechnologie für den Markterfolg von Hybrid- und Elektrofahrzeugen angesehen. Allerdings reicht die Energiedichte in Batterien zum längeren rein-elektrischen Fahren noch nicht aus. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuen 5V-Lithium-Ion-Zelle für Plug-In und Elektrofahrzeugen, die keine lebensdauerbedingte Einschränkung der Entladetiefe auf wenige Prozent benötigt und eine höhere Energiedichte aufweist. Beides dient der Reichweitenvergrößerung und Kostenreduktion, die zurzeit den Durchbruch elektrischer Antriebe in Straßenfahrzeugen behindern. Die Merck KGaA übernimmt die Aufgabe der Auswahl und elektrochemische Charakterisierung neuer Elektrolytsysteme. Ziel ist es, hochvoltstabile Elektrolyte zu entwickeln, die kompatibel zum 5V Elektrodenmaterial LiCoPO4 sind und so dazu beitragen, Batterien mit einer deutlich höheren Energiedichte zu realisieren. Merck KGaA will sich als Lieferant für patentgeschützte Elektrolytsysteme für Elektrolyte auf dem Weltmarkt positionieren. Das Ziel ist es, am Wachstumsmarkt für Materialien überproportional zu partizipieren.
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