Ultraschnellladefähige Batterie
Elektrische Antriebssysteme erfordern in manchen Anwendungen ultraschnelle Ladezeiten, für die spezielle Hochleistungsbatterien auf Basis von Lithium-Titanat eingesetzt werden. Für solche Anwendungen hat die Air Energy eine ultraschnellladefähige Batterie entwickelt, die bei nur geringer Erwärmung möglichst viel Energie in kürzester Zeit speichern und wieder abgeben kann.
Die Batterie basiert auf der LTO-Technologie (Lithium-Titanat-Oxid), die sich durch außergewöhnliche Schnellladefähigkeit, hohe Zyklenfestigkeit sowie eine besonders hohe thermische und chemische Sicherheit auszeichnet. Um die Leistungsfähigkeit dieser Zelltechnologie optimal zu nutzen, wurde im Rahmen des Projekts eine spezielle Verbindungstechnik entwickelt, mit der besonders hohe Ströme effizient und sicher aus den Zellen gezogen werden können.
Diese innovative Verbindungstechnik wurde seither auch erfolgreich in weiteren Projekten eingesetzt. Insgesamt konnte Air Energy bereits mehrere unterschiedliche Projekte mit LTO-Zellen realisieren, was die breite Anwendbarkeit der Technologie unter Beweis stellt.
Die Anforderungen an den Energiespeicher orientieren sich an den seit 2016 in Europa diskutierten Ultra-Schnellladesäulen für Elektrofahrzeuge. Neben der hohen Leistungsfähigkeit sollte dieser Energiespeicher über eine hohe zyklische Lebensdauer und maximale Sicherheit verfügen. Aus diesen Vorgaben wurde im Jahr 2018 ein Energiespeicher in Form einer Fahrzeugbatterie entwickelt, die die Anforderungen der Ultra-Schnellladetechnik erfüllt – und in vielen Aspekten sogar übertrifft.
Im Frühjahr 2019 wurde die fertiggestellte Batterie auf einem Prüfstand der RWTH Aachen getestet und mit 300 kW geladen. Bei diesem Ladeversuch gelang es, die Batterie innerhalb von nur 1½ Minuten auf einen Ladezustand von 90 % der Nennkapazität zu bringen. Die Erwärmung der Zelltemperaturen lag dabei bei lediglich 8 K. Über den Wasserkühlkreis der Batterie kann die Verlustwärme zeitnah abgeführt werden, was einen Betrieb mit zyklisch aufeinanderfolgenden Ultra-Schnellladungen und Hochleistungsentladungen ermöglicht.
Einsatzbereiche dieser Hochleistungsbatterie sind neben ultra-schnellladefähigen Fahrzeugen auch Anwendungen, in denen bislang Supercaps zur Pufferung großer Leistungen genutzt wurden.
Technische Daten
Maximale Batteriespannung:
913 V
Ladeleistung:
400 kW
Ladezeit (300 kW):
1 ½ Minuten (90 % SoC)
Zelltechnologie:
Lithium-Titanat (LTO)
