Vom „Hardware-in-the-Loop (HIL) Rollenprüfstand“ für Elektrofahrzeuge bis hin zum Induktiven Laden

Zum KONGRESS des Forums ElektroMobilität e.V. präsentiert das Fraunhofer IWES seine Forschungs- und Dienstleistungen für die Elektromobilität mit erneuerbaren Energien
Elektrofahrzeug auf Rollenprüfstand mit virtueller Batterie im Test und Prüfzentrum für Elektromobilität IWES-TPE; Copyright: Fraunhofer IWES | Foto: Volker Beushausen (PresseBox) (Berlin, ) Elektrofahrzeuge sind geeignet sowohl den Kohlendioxidausstoß des Verkehrssektors insgesamt als auch die Abgasbelastung in Städten zu reduzieren, wenn sie regenerative Energien nutzen. Ein kritisches Thema für die breite Einführung der Elektrotraktion ist jedoch die technische Auslegung des elektrochemischen Speichers.

Fraunhofer IWES hat deshalb für die Batterieauslegung von Elektrofahrzeugen einen speziellen Hardware-in-the-Loop Rollenprüfstand entwickelt. Dieser Teststand erlaubt es, Fahrzeuge mit definierten Fahrprofilen zu testen und dabei die Batterieeigenschaften mit virtuellen Traktionsbatterien zu variieren. Wichtige Vorteile des vorgestellten Konzepts sind die Beschleunigung der Entwicklung und die Reproduzierbarkeit der Messungen.

HIL-Rollenprüfstand

Neben dem Fahrzeugverhalten am elektrischen Netz betreffen viele Aufgabenstellungen das Verhalten des Fahrzeugs im Fahrbetrieb. Beispielsweise die Zusammenarbeit zwischen Batterie, Motor und der verbindenden Leistungselektronik. Für die Forschung und Entwicklung ist es daher sehr vorteilhaft, den Fahrbetrieb im Labor exakt nachbilden zu können. Auf dem IWES-Rollenprüfstand können zwei- oder vierradgetriebene Fahrzeuge mit standardisierten oder im Feld gemessenen Fahrprofilen getestet und optimiert werden. Optimierungskriterien sind z. B. die Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangs oder die Effizienz der Rekuperation. Der konfigurierbare Hardware-in-the-Loop (HIL)-Prüfstand für Elektrofahrzeuge hat den Vorteil, dass die Auswirkungen konkreter Belastungssituationen auf das Energiemanagement des Fahrzeugs untersucht werden können und die Ergebnisse exakt reproduzierbar sind.

Netzsimulator

Die Verwendung eines parametrierbaren Netzanschlusses, der mit einer Echtzeit-Netzsimulation gekoppelt ist, ermöglicht detaillierte Untersuchungen zur Netzintegration von Elektrofahrzeugen. Durch die ganzheitliche Betrachtung von Fahrzeug und Netz können die Batterieauslegung und das Energiemanagement optimiert werden. Dabei ist es insbesondere möglich, die Zielabhängigkeit zwischen großer Reichweite, langer Lebensdauer und maximaler Netzstützung detailliert zu untersuchen und zu bewerten.

Virtuelle Batterien

Die Reichweite und Fahrleistungen eines Elektrofahrzeugs werden durch die Eigenschaften des Batteriesystems und der Ladetechnologie bestimmt. Das Verhalten und die Lebensdauer einer Li-Ionen Batterie werden durch zahlreiche voneinander abhängige Faktoren beeinflusst. Strom- und Temperaturprofile haben für alle Batteriezustände Einfluss auf das Klemmenverhalten des Batteriesystems. Für die Entwickler von Elektrofahrzeugen führt das zu zeitintensiven Vorkonditionierungen und aufwendigen Batterietests. Virtuelle Batterien reduzieren diesen Zeitaufwand und damit auch die Kosten für diesen Vorgang erheblich. Grundlage für virtuelle Li-Ionen Batterien ist das Simulationsmodell ISET-LIB, welches das physikalische und elektrochemische Verhalten von Li-Ionen Batterien mit hoher Präzision beschreibt.

Induktives Laden

Im Rahmen des vom BMU geförderten W-Charge-Projekts hat das IWES in Zusammenarbeit mit Automobilherstellern und -zulieferern das kabellose induktive Laden von Elektrofahrzeugen untersucht. Diese Ladetechnologie gilt als Schlüsseltechnologie für die breite Einführung der Elektromobilität und die Integration in intelligente Netze (Smart Grids). Es werden Ergebnisse aus dem W-Charge-Projekt vorgestellt, auf deren Grundlage beispielsweise die Reichweitenerhöhung über das kontaktlose Laden während der Fahrt untersucht werden kann.

Die Forschungsgebiete des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES umfassen das gesamte Spektrum der Windenergie sowie die Integration der erneuerbaren Energien in Versorgungsstrukturen. Treffen Sie die Experten des Fraunhofer IWES auf dem KONGRESS des Forum ElektroMobilität e.V. am 15.-16.Mai 2012 im SpreePalais am Dom in Berlin.

Der KONGRESS ist eine jährlich statt findende Fachveranstaltung, die den aktuellen Stand der Technologien in der Elektromobilität dokumentiert. Rund 30 hochkarätige Entscheider und Experten aus Politik, Forschung, Großindustrie und Mittelstand werden zu folgenden Themenschwerpunkten referieren:

- Rahmenbedingungen/ Internationalisierungen
- Netzintegration
- Markt und Gesellschaftsmodelle
- Energiespeicher
- Fahrzeugkonzepte und elektrischer Antriebsstrang

Die 2-tägige Fachveranstaltung richtet sich gezielt an Entscheider und Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft. Insgesamt werden etwa 250 Teilnehmer erwartet sowie ein großes Medieninteresse, welches sich bereits heute abzeichnet.

Datum: 15.+16. Mai 2012 Ort: SpreePalais am Dom, Berlin

Die Programmagenda sowie Informationen zu Referenten und Exponaten der exklusiven Fachausstellung stehen unter www.forum-elektromobilitaet.de/... zur Verfügung. Für die Teilnahme ist eine schriftliche Anmeldung erforderlich.

Kontakt

Forum ElektroMobilität e.V. c/o innos-Sperlich GmbH
Schiffbauerdamm 12
D-10117 Berlin

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