Aktuelle Diskussionen zu Fahrverboten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor geben der Entwicklung neuer Elektrofahrzeuge Vortrieb. Ein Hinderungsgrund für potenzielle Fahrzeugkäufer ist jedoch die häufig zu geringe Reichweite. Hinzu kommen Vorbehalte gegenüber Zuverlässigkeit und Sicherheit. Deshalb reagieren viele Interessenten eher zurückhaltend, wenn es um elektrisches Fahren geht. Zwar unterliegen konventionell angetriebene Fahrzeuge nicht weniger sicherheitskritischen Aspekten als elektrische, allerdings sind Bedenken gegenüber neuen Technologien ernst zu nehmen, aber sie lassen sich mit effektiven Konzepten entkräften.

Mit Light Battery Einschränkungen überwinden

Die Lion Smart GmbH stellt sich diesen Schlüsselfragen und entwickelt ein eigenes Batteriekonzept, welches genau diese Vorbehalte adressiert. Als Konzeptstudie dient ein umgebauter BMW i3s, dessen Reichweite sich mit etwa 700 km im Vergleich zum Original mehr als verdoppelt. Durch langjährige Erfahrung mit verschiedensten Projekten aus dem Prototyping wurde deutlich, dass nahezu jedes Batteriekonzept verschiedenen Restriktionen unterliegt. Angefangen bei unvorteilhaften geometrischen Maßen bis hin zu einem hohen manuellen Assemblierungsaufwand. Mit dem Ziel diese und weitere Fragestellungen mit innovativen Konzepten zu lösen, entstand die Entwicklung der modular aufgebauten Light Battery.

Technische und Ökonomische Herausforderungen

Die Optimierungsmöglichkeiten in der Batterieentwicklung sind vielfältig. In Bezug auf technische Aspekte sind vor allem hohe Energiedichten, ein robustes Sicherheitskonzept und eine lange Lebensdauer der Batterie zu nennen. Im Fokus stehen dabei auch ökonomische Kriterien wie etwa Material- und Assemblierungskosten. Das Light-Battery-Konzept wartet mit vielen technischen Lösungen auf und minimiert zudem die Herstellungskosten. Insbesondere erreicht die modulare Bauweise der Batterie in Kombination mit einer hohen Funktionsintegration der verwendeten Bauteile eine sehr große Energiedichte. Der kabellose innere Aufbau der Batterie ermöglicht insgesamt eine kosteneffektive und nahezu vollständig automatisierte Produktion.

Flexible und Modulare Auslegung

Bild 1: Diese Light Battery besteht aus acht seriell verschalteten Strängen mit jeweils zwölf in Serie geschalteten Superzellen und einer Lirs-Messkarte an der Stirnseite.

Bild 1: Diese Light Battery besteht aus acht seriell verschalteten Strängen mit jeweils zwölf in Serie geschalteten Superzellen und einer Lirs-Messkarte an der Stirnseite. Lion Smart

Die kleinste Moduleinheit des Batteriepacks ist die Superzelle. Sie besteht aus einem Gehäuse, in dem zylindrische Zellen in hexagonaler Packung angeordnet und parallel verschaltet sind. Die Superzelle ist an verschiedene Zellformate wie 18650, 21700 oder ähnliche anpassbar und bietet durch den skalierbaren Parallelisierungsgrad die Möglichkeit, auf unterschiedlichste Kundenanforderungen flexibel zu reagieren. Nach einem Baukastenprinzip zusammengesteckt bilden mehrere Superzellen ein Modul. Daraus lassen sich sowohl Batterien für Unterbodenanwendungen als auch für komplexe Bauräume aufbauen (Bild 1). Jede Superzelle ist mit einer Messkarte bestückt, welche die Spannung und die Temperatur überwacht.

Die Messkarte wird mit den Batteriepolen der Superzelle kontaktiert und dadurch mit Spannung versorgt. Die aufwendige Sensorverkabelung entfällt somit komplett. Die von Lion Smart entwickelten Lirs-Messkarten (Lion Infrared Slave) sind im Master-Slave-Verbund kaskadierbar und erledigen die drahtlose Datenübertragung per Infrarotschnittstelle. Das Lirs kommuniziert auf demselben Weg bidirektional mit dem LCM-Master (Lion Control Module).

 

Wie die optische Datenübertragung in der Light Battery funktioniert, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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