AVTR-Projekt Neues Batteriesystem mit hoher Energiedichte

Der Prototyp des von IFEVS-Polimodel entworfenen und gebauten elektrischen Kleinwagens hält die die japanische Kei-Car-Spezifikation ein.
Der Prototyp des von IFEVS-Polimodel entworfenen und gebauten elektrischen Kleinwagens hält die die japanische Kei-Car-Spezifikation ein.

Ziel des europäischen AVTR-Projekts ist die Entwicklung elektrischer Antriebssysteme speziell für leichte Elektrofahrzeuge. Bei diesem Projekt hat das Fraunhofer IISB ein neuartiges, selbstständiges Batteriemanagementsystem inklusive Regelalgorithmen implementiert.

Innerhalb des europäischen AVTR-Projektes "Optimal Electrical Powertrain via Adaptable Voltage and Transmission Ratio" war das Fraunhofer IISB für das gesamte Batteriesystem eines Elektrofahrzeuges verantwortlich. Im Gegensatz zu bereits bestehenden Elektrofahrzeugen konzentrierte sich das Projekt auf ein genuines Elektrofahrzeug, welches die japanische Kei-Car-Spezifikation einhält. Dementsprechend erfüllt das von den italienischen Firmen IFEVS und Polimodel entwickelte Fahrzeug auch die gesetzten Projekt-Ziele: Geringe Fertigungskosten, modularer Aufbau und günstige Produzierbarkeit. Darüber hinaus ist das Fahrzeug mit einer Länge von ungefähr drei Metern ausgesprochen wendig und ideal für enge Innenstädte geeignet.

Die Batteriemodule wurden in Kooperation mit der Dräxlmaier-Gruppe entworfen und durch letztere auch produziert. Dabei kommen Automotive-qualifizierter 3 Ah-Li-Ionen-Rundzellen vom Typ 18650 zum Einsatz. Im AVTR-Fahrzeug versorgen insgesamt acht Batteriemodule mit einem Energiegehalt von 12 kWh einen Antriebsstrang mit 15 kW Leistung und 30 kW Spitzenleistung. Die Module nutzen eine 20p7s Zellkonfiguration und wiegen jeweils nur 9,4 kg. Damit wird auf Batteriemodulebene eine gravimetrische Energiedichte von 160 Wh/kg erreicht.

Ein bereits am Fraunhofer IISB entwickeltes Batteriemanagementsystem wurde an die Anforderungen des AVTR-Projekts angepasst und in das Batteriesystem integriert. Das BMS basiert auf einem 32-Bit-Mikrokontroller von Infineon, auf dem ein OSEK / Autosar-Betriebssystem für automobile Anwendungen läuft. Das BMS umfasst Regelalgorithmen, z.B. zur Leistungssteuerung, Datenkommunikation via CAN-Bus sowie erweiterte Sicherheits- und Schutzfunktionen, und funktioniert als eigenständiges, unabhängiges System. Da komplette Redundanz implementiert wurde, könnte der Fahrer des Elektrofahrzeugs jedes einzelne Batteriemodul vom Armaturenbrett aus überwachen und wäre sogar in der Lage, mit nur einem Radantrieb weiterzufahren.