Eine für alles

In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundprojekt BaSyMo entwickeln Industrie und Forschung ein einheitliches Batteriemodul für den mobilen und stationären Einsatz.

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Flexibel anpassbar: Etwa so groß wie Computerdrucker für DIN A4 und A3-Papier fallen die Kunststoff-Gehäuse des BaSyMo-Batteriesystems aus.

Das Projekt BaSyMo leitet Heinrich Rot, der bei ElringKlinger AG in Dettingen an der Erms Batteriemodule entwickelt. Der Automobilzulieferer beteiligt sich an BaSyMo, weil das Projekt laut Rot „uns bei Weiterentwicklungen von Aufbau und Verschaltungen von Batteriemodulen im Zusammenspiel etwa mit einem Batteriemanagementsystem unterstützt“. Für ihn als Entwickler ist es eine Möglichkeit, etwas völlig Neues auszuprobieren.

BaSyMo eignet sich besonders für Hersteller, die ihre mobilen und stationären Produkte elektrifizieren oder auf innovative Speichertechnologie umrüsten wollen. Für das Konzept spricht, dass sich Module eines standardisierten Batteriesystems flexibel an die Anforderungen von Anwendungen anpassen lassen, etwa wenn in kritischer Umgebung der Einsatz von Schutzspannung unter 60 Volt gefordert wird: Hier lassen sich die Batteriesystemmodule problemlos auf eine beliebige Spannung einstellen.

Geplant sind für typische Leistungsanforderungen zwei Gehäusevarianten: Maximal rund zehn Kilogramm wird die kleinere Variante von der Größe einer Pkw-Starterbatterie mit ca. 1,1 kWh wiegen und bis zu 18 Kilogramm bringt die größere Ausführung mit ca. 2,3 kWh in der Dimension einer Lkw-Starterbatterie auf die Waage.

Zu den Anwendern im Projekt gehört die Alfred Kärcher SE & Co. KG aus Winnenden, die in ihren Bodenreinigungs- und Kehrmaschinen zunehmend Lithium-Ionen-Traktionssysteme anbietet. Michael Schütz, Entwicklungsingenieur Energiespeichersystem bei Kärcher: „Wir hoffen auf die Standardisierung durch BaSyMo, die uns den Einsatz einer gleichbleibenden Modultechnik ermöglicht, die keine Anpassungen benötigt.“

Die HIT Hafen- und Industrietechnik GmbH aus Wardenburg testet das modulare Batteriesystem  innerhalb ihrer Produktsparte move-e-star-Flurförderzeuge. Dipl.-Ing. Michael Mauritz, Leitung Technik: „Besonders interessieren uns die spannungsvariabel einstellbaren Ausgangskanäle, weil im move-e-star mehrere Spannungsebenen vorhanden sind und wir so zusätzliche Netzwandler z. B. von 48 auf 24 Volt einsparen können.“

Das modulare Konzept in einer Anwendung als stationäre Heimspeicherlösung untersucht das DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V. aus Oldenburg. „Im Rahmen meiner Doktorarbeit wurde eine thermische Simulation eines Lithium-Ionen Batteriepacks validiert und es wird ein Kühlkonzept für das Batteriemodul entwickelt, dessen Wirksamkeit auch in Worst-Case Szenarien bewährt ist“, erklärt Doktorand Gerd Liebig.

„Ein herausragendes Merkmal ist die Mehrkanaligkeit des Batteriemoduls, weil diese Funktionalität unter anderem gleichzeitiges Laden und Entladen ermöglicht. Das erhöht die Flexibilität der Batterie in sich aktuell erweiternden Anwendungsbereichen von Batterien mit hoher Leistung erheblich“, ergänzt der wissenschaftliche Mitarbeiter Thomas Poppinga.

Als zentrale Eigenschaft für die Flexibilität des Batteriesystems bezeichnet er, dass eine Anwendung eine Spannung vorgeben kann und das Batteriesystemmodul diese automatisch einstellt: „Eine Anpassung ist nicht mehr notwendig. Ein Anwender muss keine Parametrierungen am Modul vornehmen.“.

Die BaSyMo-Ergebnisse dienen als Grundlage für einen Standard zu Batteriesystemen. Die Erfahrungen aus der Konzeption fließen in der Mitarbeit in einen Normungskreis der Deutschen Kommission Elektrotechnik (DKE) ein.

Neunfache Kompetenz: BaSyMo-Projektpartner

Als Entwickler beteiligen sich: ElringKlinger AG, Sensor-Technik Wiedemann GmbH, Phoenix Contact GmbH & Co. KG und das Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD, Universität Stuttgart). Die Anwendungsseite vertreten:  Alfred Kärcher SE & Co. KG, HIT Hafen- und Industrietechnik GmbH (HIT) und das Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – Institut für Vernetzte Energiesysteme. Unterstützt werden sie von den beiden assoziierten Partnern Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. und Deutsche Kommission für Elektrotechnik DKE.

Kontakt:

www.basymo.de