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Prof. Dr. Norbert Graß (ELSYS), Koordinator Benjamin Hösel (BMZ), Fritz Ferner (ELSYS), Dirk Oestreich (BMZ), Richard Glatthaar (Neutron), Christoph Kistler (Kärcher), Jürgen Walz (Kärcher), Robin Reinhard (Neutron) und Manfred Stein (Neutron) (v.l. n.r.)
Das IntelliBat-Forschungsprojektes hat zum Ziel, modularer Batteriesysteme mit Hilfe einzeln gesteuerter, untereinander kommunizierender Zellen zu entwickeln und zu realisieren.

Die intelligente Vernetzung von stationären Energiespeichern, Elektrofahrzeugen und akkubetriebenen Maschinen könnte schon in wenigen Jahren einen wichtigen Beitrag zur Entlastung und Stabilisierung unserer Stromnetze leisten. Grundlegende Voraussetzung für die Integration von Elektrofahrzeugen in Stromnetze ist allerdings die Verfügbarkeit modular nutzbarer, untereinander kommunizierender Batteriesysteme. Nur so könnten unterschiedliche elektrochemische Speichersysteme als aktive Bestandteile der Stromnetze sowohl Energie aufnehmen als auch wieder einspeisen.

Auf dem Weg dorthin gilt es noch einige Hürden zu überwinden. So lassen sich heutige Batteriesysteme bei Bedarf oft gar nicht oder nur mit unvertretbar großem Aufwand um einige zusätzliche Zellen oder Module erweitern. Zudem können die in einem Akku enthaltenen Zellen fertigungsbedingt unterschiedliche, mit der Zeit auseinander driftende Kapazitäten aufweisen. Da das Ende eines Ladevorgangs durch die Kapazität der schwächsten Zelle bestimmt wird, kann die tatsächlich vorhandene Gesamtkapazität der Batterie deshalb oft nicht voll ausgenutzt werden.

Experten der BMZ GmbH, der Alfred Kärcher GmbH & Co. KG, der Neutron Mikroelektronik GmbH und des Instituts für leistungselektronische Systeme (ELSYS) der Technischen Hochschule Nürnberg gehen davon aus, die beschriebenen Probleme nun mit einem neuen Ansatz hinsichtlich der Steuerungstechnik in absehbarer Zeit lösen zu können. Ziel des gemeinschaftlichen, vom BMBF im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung mit insgesamt 2,6 Mio. Euro geförderten Forschungsprojekts IntelliBat ist die Entwicklung und Realisierung modularer Batteriesysteme mittels einzeln gesteuerter, untereinander kommunizierender Zellen. Solche auf einem aktiven Ladungsausgleich zwischen den einzelnen Zellen basierenden Systeme ließen sich bei Bedarf jederzeit um weitere Zellen erweitern. Da jede Zelle bis zum Erreichen ihrer jeweiligen maximalen Kapazität separat geladen würde, dürften sich die verwendeten Einzelkomponenten sogar hinsichtlich Zellchemie, Alter und Kapazität unterscheiden, ohne dass dies größere Verluste der Gesamtleistung zur Folge hätte.

Die vier Verbundpartner des Forschungsprojektes erwarten, schon in drei Jahren die Funktionsfähigkeit des modularen IntelliBat-Batteriesystems in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug präsentieren zu können. Dieser Demonstrator wird gleichzeitig auch als mobiler Energiespeicher dienen und dank einer bidirektionalen Kommunikation mit dem Energieversorger Energie ins Versorgungsnetz zurückspeisen können.