Das Projekt "ZIB - Zink-Ionen Batterien als ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hoppecke Batterien GmbH & Co. KG durchgeführt. In Anbetracht der sehr begrenzten Lithium- und Kobaltvorkommen und deren vorhersehbare Preisentwicklung ist eine Abdeckung des Speicherbedarfs alleine durch die Li-Technologie nicht zu realisieren. Hier können kostengünstige Batterien mit langer Lebensdauer und reichlich verfügbaren Elektrodenmaterialien, wie z.B. Zink, einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtstrategie leisten. Neben den klassischen Pb-Akkumulatoren und fortschrittlichen Systemen wie NiCd, NiMH und Li-Ionen, könnten in den nächsten Jahren Post-Li-Systeme wie z.B. Zink-Ionen-Batterie (ZIB) eine wichtige Rolle als stationäre, elektrochemische Speicher einnehmen. Im Vergleich zu Li weist Zn eine sehr hohe volumetrische Kapazität (5,8 Ah L-1 vs. 2,0 Ah L-1 für Li) bezogen auf die negative Elektrode auf. Zurzeit sind noch keine zinkbasierten, wiederaufladbaren Zn-Akkumulatoren auf dem Markt vorhanden.
Das Projekt "BATEM: Batterie-Test und Emulation für Hybridfahrzeuge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bochum, Institut für Elektromobilität durchgeführt. Vorhabensziel: Hybrid-Fahrzeuge (HEV) werden einer der Grundpfeiler der künftigen Mobilität sein. Technisch ungelöst ist die Entwicklung, Auswahl und Qualitätssicherung geeigneter Energiespeicher für HEV. Zusammen mit den Kooperationspartnern wird ein Batterietestsystem entwickelt, welches in F&E sowie für die Qualitätssicherung universell einsetzbar ist und die gesamte Entwicklungskette der HEV-Energiespeicher umschließt. Arbeitsplanung: Auf dem Stand der Technik aufbauend werden Prüfstände zur Charakterisierung neuer Energiespeicher in Kooperation mit dem Projektpartner ScienLab, der eine international gefestigte Marktposition im Bereich Automotive-Prüfsysteme aufweist, entwickelt, aufgebaut und charakterisiert. Aus den Ergebnissen werden Methoden und Verfahren definiert, welche die herstellerübergreifende Charakterisierung und Qualitätssicherung von Li-Ion, SuperCaps und NiMH Energiespeichern ermöglichen. Verwertung: Der Hybridmarkt und die Nachfrage für Prüfsysteme wächst rasant. Jedes Teilergebnis des Projektes ist von einem wachsenden Kundenstamm (Tiers und OEMs) in F&E sowie in der Produktion und Qualitätssicherung der HEV-Energiespeicher einsetzbar. Partner: ScienLab electronic systems GmbH, Ruhr-Universität Bochum.
Das Projekt "RAMSES-1 - Reversible alkalische Zink-Mangandioxid-Batterie zur stationären Stromspeicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hoppecke Batterien GmbH & Co. KG durchgeführt. In Anbetracht der sehr begrenzten Lithium- und Kobaltvorkommen und deren vorhersehbare Preisentwicklung ist eine Abdeckung des Speicherbedarfs alleine durch die Li-Technologie nicht zu realisieren. Hier können kostengünstige Batterien mit langer Lebensdauer und reichlich verfügbaren Elektrodenmaterialien, wie z.B. Zink, einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtstrategie leisten. Neben den klassischen Pb-Akkumulatoren und fortschrittlichen Systemen wie NiCd, NiMH und Li-Ionen, könnten in den nächsten Jahren Post-Li-Systeme wie z.B. Zink-Mangandioxid-Batterien eine wichtige Rolle als stationäre, elektrochemische Speicher einnehmen. Im Vergleich zu Li weist Zn eine sehr hohe volumetrische Kapazität (5,8 Ah L-1 vs. 2,0 Ah L-1 für Li) bezogen auf die negative Elektrode auf. Zurzeit sind noch keine zinkbasierten, wiederaufladbaren Zn-Akkumulatoren auf dem Markt vorhanden. Herkömmliche primäre Zink/Luft-Batterien nutzen alkalische Elektrolyte, wodurch Wasserstoff als Nebenprodukt entstehen kann. Außerdem können Dendriten und Karbonate die Zelle irreversible beschädigen. Ziel dieses Projekts ist es, eine neue Zink-Mangandioxid-Batterie zu entwickeln, welche eine vergleichbare bzw. höhere Energiedichte als etablierte Technologien, wie z.B. Blei/Gel, NiCd, NiMH und Li-lonen/LFP, aufweist und die 1000 Zyklen-Marke auf Zellebene erreicht. Bis zum Projektende soll ein 6 V I 15 Ah Demonstrator gebaut werden, der aus 5 seriell verschalteten Zellen besteht. HOPPECKE übernimmt im Gesamtprojekt die Arbeitspakete im Bereich Batterien und Zellen bis hin zum Energiesystem. Dabei werden die Ladetechnologien und -strategien inklusive der Überwachungseinheit und Engineering berücksichtigt. Ein weiterer Aspekt stellt dabei die Entwicklung von potentiellen Markteintrittskonzepten unter dem Aspekt der netzunabhängigen Energieabrechnung dar.
Das Projekt "Leitprojekt: Mobile elektrische Energieversorgung für Fahrzeuge mit großer Reichweite und hoher Beschleunigung (EFRB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft an der Universität Bremen durchgeführt. EFRB - Kurzfassung der Vorhabenbeschreibung. Das vorgeschlagene Projekt hat zum Ziel, eine mobile Energieversorgung für Elektrofahrzeuge mit hohem Beschleunigungsvermögen, guter Energienutzung und Reichweiten von 400 km zu schaffen, um eine nahezu gleichwertige Alternative zu Diesel- und Benzinfahrzeugen zu schaffen und die Emissionen aus dem Kraftverkehr zu vermindern. Um für Elektrofahrzeuge auf die Beschleunigungswerte von Mittelklasseautos zu gelangen, wird ein Speichersystem entwickelt, das aus Komponenten hoher Energiedichte (ZinkLuft-Batterie, bis 400 km Reichweite) und hoher Leistungsdichte (Ultra-Kondensator, NiMH-Batterie) besteht.
Das Projekt "INNOBATT - Eine Batterie vom Material bis zum System neu denken - ressourcenschonend, leistungsstark, innovativ" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACCUREC Recycling GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung ressourcenschonender und gut recyclefähiger alternativer Batteriesysteme für spezifische Anwendungen unter Nutzung innovativer Sensortechnologien und drahtloser Intelligenz. Dabei sollen neuartige Ansätze der hardware- und softwareseitigen Systemstruktur in einem Demonstratorsystem implementiert werden. Ausgehend von der Li-freien Zellchemie der Aluminium-Ionen-Batterie (AIB), für die im Labormaßstab bereits sehr hohe Zyklenstabilitäten, eine gute Schnelladefähigkeit sowie Energiedichten im Bereich der NiMH-Akkumulatoren gezeigt werden konnten, soll ein recyclefähiges Zellkonzept und Modulkonzept mit einem neuartigen Überwachungssystem entwickelt werden. Dazu wird zum einen eine quantenbasierte und damit etwa um einen Faktor 100 hochsensitivere Methodik zur Bestimmung von SOC und SOH der Zelle gegenüber dem Stand der Technik umgesetzt, was eine deutliche Verbesserung sicherheitsrelevanter Aspekte für die Batterie mit sich bringt. Zum anderen soll ein Kommunikationskonzept mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) auf drahtloser Basis entwickelt werden, was zu erheblichen Materialeinsparungen und Konstruktionsvorteilen in der jeweiligen Anwendung führt. Mit dem vergleichsweise einfachen Zellaufbau und einer vereinfachten Systemarchitektur wird ein materialeffizientes Speichersystem konzipiert, bei dem von Anbeginn der anwendungsspezifischen Zell-, Modul- und Systementwicklung die Recyclefähigkeit berücksichtigt wird. Die innovative Intelligenz in Verbindung mit einer neuartigen Sensorik innerhalb der AIB-Zelle, für die im Rahmen des Vorhabens ein 'Proof of concept' erarbeitet wird und die auch auf etablierte Batteriesysteme übertragbar sein soll, führt durch entsprechende Skaleneffekte zu erheblichen Kostenvorteilen, die perspektivisch vor allem auch für mobile Anwendungen wegweisend sein können.
Das Projekt "Nickel-Hydrid-Batterie in gasdichter bipolarer Bauweise" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Automobilgesellschaft durchgeführt. Das Vorhaben dient der Untersuchung der wissenschaftlich-technischen Grundlagen einer bipolaren Nickel-Metallhydrid-Batterie. Dieser Batterietyp wird als aussichtsreich fuer die Elektrotraktion angesehen. Die bipolare Anordnung nach Art einer Filterpresse gestattet auf einfache Weise, Systemspannungen von 300 ... 500 V zu realisieren. Anstelle aus Einzelzellen wird die Batterie aus Modulen mit 1 ... 2 kWh Energieinhalt aufgebaut. Als wesentliche Vorteile werden eine kostenguenstige und materialsparende Fertigung, eine einfache Kuehlung und Handhabung angesehen. Zum Gelingen des Vorhabens muessen grundlegende wissenschaftliche und technische Probleme aus dem Bereich der Elektrochemie, der Dichtungstechnik und des Zusammenbaus geloest werden. Das ausgewaehlte System Ni / Metallhydrid ist unter den Akkumulatoren am aussichtsreichsten, da ein Stofftransport zwischen den Subzellen (02, H2 und H20 (g)) reversibel verlaufen sollte.
Das Projekt "INNOBATT - Eine Batterie vom Material bis zum System neu denken - ressourcenschonend, leistungsstark, innovativ" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik, Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente durchgeführt. Ausgehend von der Li-freien Zellchemie der Aluminium-Ionen-Batterie (AIB), für die im Labormaßstab bereits sehr hohe Zyklenstabilitäten, eine gute Schnellladefähigkeit sowie Energiedichten im Bereich der NiMH-Akkumulatoren gezeigt werden konnten, soll ein recyclefähiges Zellkonzept (verantwortlich IISB Erlangen/Freiberg, ACCUREC) und Modulkonzept (verantwortlich TUC-EST Goslar, ACCUREC) mit einem neuartigen Batteriemanagementsystem (BMS) entwickelt werden. Dazu wird zum einen eine quantenbasierte Stromsensorik und damit hochsensitive Messmethodik zur genauen Bestimmung von State of Charge (SOC) und State of Health (SOH) der Batterie umgesetzt (verantwortlich FAU-LEB Erlangen). Zum anderen soll ein funktional sicheres, drahtloses Kommunikationskonzept zwischen den intelligenten Batteriezellen und dem BMS-Master entwickelt werden (verantwortlich IISB Erlangen, HIMA), was zu erheblichen Materialeinsparungen und Konstruktionsvorteilen durch erhöhte Modularität im Batteriesystem führt. Mit dem vergleichsweise einfachen Zellaufbau und einer vereinfachten Systemarchitektur wird ein materialeffizientes Speichersystem konzipiert, bei dem von Anbeginn der anwendungsspezifischen Zell-, Modul- und Systementwicklung die Recyclefähigkeit berücksichtigt wird. Die innovative drahtlose und funktional sichere Kommunikationsstrecke der intelligenten Batteriezelle in Verbindung mit einer neuartigen Sensorik, für die im Rahmen des Vorhabens ein 'Proof of concept' erarbeitet und demonstriert wird, soll auf etablierte Batteriesysteme übertragbar sein. Dies führt durch entsprechende Skaleneffekte zu erheblichen Kostenvorteilen, die perspektivisch vor allem auch für mobile Anwendungen wegweisend sein können.
Das Projekt "Entwicklung von leistungsstarken und energiereichen Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batteriesystemen für zukünftige Fahrzeuganwendungen (Hybridfahrzeug, 42V Bordnetz)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VARTA Automotive Systems GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes war die Entwicklung von leistungsstarken Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien für zukünftige Fahrzeuganwendungen. Im Rahmen des Projektes wurde in Abstimmung mit den Projektpartnern DaimlerChrysler und Volkswagen verschiedene Fahrzeugbatterien entwickelt, aufgebaut und getestet. Die Batterien wurden für 42V- bzw. Hybridfahrzeuge konzipiert und entwickelt. Die Projektergebnisse zeigten, dass Nickel-Metallhydridbatterien heute bereits serientauglich sind. Durch die Kombination von Verbrennungsmotor und batteriegestütztem Elektromotor können im Stadtbereich bis zu 40 Prozent Kraftstoff eingespart werden. Bezüglich Li-Ionen-Batterien wurden Zellen mit verbesserten Leistungs- und Lebensdauerdaten entwickelt. Dieses System ist heute noch nicht serientauglich und erfordert weitere Anstrengungen im Bereich der Materialentwicklung.
Das Projekt "Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP): Entwicklung von Brennstoffzellen / Batteriehybrid Energieversorgungssystemen für Material Handling Equipment auf Basis von Nickelmetallhydrid- (NiMH) und Lithiumionen-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOPPECKE Advanced Battery Technology GmbH durchgeführt. Hybridkonzepte bestehend aus einer Batterie zur Spitzenlastabdeckung in Kombination mit einer Grundlastabdeckung durch eine Brennstoffzelle stellen eine Schlüsseltechnologie dar, die die Systemkosten deutlich verringern, die Dynamik des Gesamtsystems erhöhen, die Lebensdauer der Brennstoffzelle im System verlängern und wegbereitend zur Einführung einer Wasserstoffwirtschaft sein können. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Brennstoffzellen/ Batteriehybrid Energieversorgungssystemen für Material Handling Equipment auf Basis von Advanced Battery Technologien wie Nickelmetallhydrid- (NiMH) und Lithiumionen-Technologie Ziele und Inhalt: 1. Aufbau und Entwicklung von Brennstoffzellen- Batteriehybrid-Systemen unter Integration neuester Batterietechnologien NiMH und Lithium 2. Erhöhung der Systemverfügbarkeit und Systemperformance 3. Senkung der Herstellkosten durch modularen Aufbau insbesondere unter Berücksichtigung der Wartungsfreundlichkeit. 4. Transfer der Entwicklungsergebnisse in Leuchtturmprojekte insbesondere von KION und Linde AG Es sind innerhalb des Projekts 3 Entwicklungsstufen von Hybridsystemen geplant. Die erste Entwicklungsstufe beinhaltet eine Neukonstruktion des Gesamtsystems unter Integration aller Einzelkomponenten in den Batterietrog (direkter Austausch Batterie gegen Hybridsystem ist als Nachrüstung somit möglich). Die zweite Entwicklungsstufe erfolgt unter Integration einer NiMH Batterie mit erhöhter Energie-Leistungsdichte. Entwicklungsstufe 3 stellt das leistungsstärkste System mit einer Lithiumbatterie zur Spitzenlastabdeckung dar. (erhöhte H2 Menge im System erhöht die Betriebsdauer). Direktes Einfließen der Projektergebnisse in Demonstrationsprojekte für frühe Märkte. Ableitung von Erkenntnissen und Voraussetzungen für möglichen Serienbetrieb und Markteintritt. Demonstration des Einsatzes der Li-Batterietechnologie (großer Kapazitäten) in Flurförderfahrzeugen im Hybridsystem.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integrierte Elektroniksysteme für mehr kosteneffiziente Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Infineon Technologies AG durchgeführt. Im ECSEL-Förderprojekt 3Ccar wird, angeführt von den führenden Halbleiterlieferanten Europas und zwei führenden deutschen Automobilherstellern, die Architektur der Fahrzeugsteuerung und deren Subsysteme adressiert, um ein neues Effizienzniveau zu erreichen. Ziel ist die Reduktion und Kontrolle der Komplexität im Elektroauto bei gleichzeitiger Verbesserung der Funktionalität, Sicherheit und Robustheit. Lösungen für höhere Kosteneffizienz werden durch neuartige nanoelektronische Komponenten und intelligente, integrierte und eingebettete Systemen erreicht. Im Rahmen des Vorhabens liegen die Arbeitsschwerpunkte für Infineon bei der Erforschung und Entwicklung folgender Technologien: - Demonstrator, Design, Electronic architecture and system analysis for ultralow maintenance, ultralow cooling high power energy converter based on GaN and SiC (wide band gap) structures including adaptive control - Mobile peak battery BMS system (1KWh) 48V for 8C high power (contribution by FhG and IFAG) - Unidirectional wireless charger for EV s (contribution by FhG, TUD and IFAG) - 48V technology for high functional integration in Inverter - 2-dimensional power modules for current and temperature load for highly integrated power trains - Highly integrated Heat pump control - Control systems for automated and autonomous driving.