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Herausforderung Elektromobilität

Funktionale Sicherheit im Elektrofahrzeug

24. November 2011, 13:42 Uhr | Von Michael Vogt und Stefan Link

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Batteriesysteme für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Die Elektromobilität beinhaltet eine Vielzahl technischer Ausprägungen und reicht vom Hybrid mit seinen verschiedenen Ausprägungen bis hin zu Elektrofahrzeugen mit bzw. ohne Reichweitenverlängerer. Diese Range Extender sind eine technische Möglichkeit, die Reichweite eines Elektrofahrzeugs durch einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle zu erhöhen. Das heißt, dass neben der Batterie eine weitere Technik zum Einsatz kommt, die die Batterie während der Fahrt autark laden kann. Die Auswahl der Batterietechnik sowie die Anforderungen an Leistung und Energiedichte hängen von den realisierten Ausprägungen eines Hybridfahrzeugs sowie der angestrebten Reichweite des Elektrofahrzeugs ab. Ein Mild-Hybrid benötigt eine Batterie, die kurzfristig viel Leistung zur Verfügung stellen kann, um Funktionen wie Boosten darstellen zu können. Sollen elektrische Fahranteile wie beim Full-Hybrid oder Elektrofahrzeug das Ziel sein, verschiebt sich die Anforderung in Richtung des zur Verfügung stehenden Energieinhalts. Die Anforderungen an die Batterie, Hochleistung und Hochenergie, sind Kriterien zur Auswahl der eingesetzten Speichertechnologie. Weitere Kriterien sind Zyklenfestigkeit, Lebensdauer und Sicherheit. In der Automobilindustrie kommen im Wesentlichen zwei Technologien zum Einsatz: die Nickelmetallhydrid- (NiMH) und die Lithium-Ionen-Technologie (Li-Ion). Die Realisierung von Hochenergieanwendungen legt die Verwendung von Li-Ion-Batterien nahe, da diese eine wesentlich höhere Energiedichte aufweisen. Hier kommen unterschiedliche elektrochemische Systeme zum Einsatz, deren Unterschied im Wesentlichen in der Verwendung verschiedener Elektrodenmaterialien, Anode und Katode, sowie dem verwendeten Elektrolyten besteht.