Ausgabe März 2022

emobility tec 1/2022

Systeme, Komponenten und Technologien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

  • Batterie + Antrieb: Recycling von Li-Ionen-Batterien: Marktentwicklung und Methoden
  • Test + Tools: Entwicklung eines HIL-Prüfstands: Betriebsumgebung simulieren
  • Coverstory: Subsysteme: Wirkungsgrad maximieren

Inhalt

Märkte + Technologien

  • Nachrichten aus der Welt der Elektromobilität

Coverstory

  • Wirkungsgrad von Subsystemen maximieren: Da 25 Prozent der finalen Kosten eines E-Autos auf die Batterie entfallen, ist die Verbesserung der Energienutzung und damit der Wirkungsgrad ein wesentlicher Faktor beim Design aller Subsysteme. Der Fokus liegt hier auf dem richtigen Einsatz von Wide-Bandgap-Halbleitern, auf ausgewogenes Powermanagement und ein optimiertes BMS.

Systeme

  • Dezentrale Architekturen für die Stromversorgung: In Elektrofahrzeugen sind Weiterentwicklungen hinsichtlich Reichweite, Sicherheit und Zuverlässigkeit nur mithilfe von Fortschritten bei der Stromversorgungs-Elektronik umsetzbar. Hierzu zählt auch der Umstieg auf eine dezentrale Stromversorgungs-Architektur.

Batterie + Antrieb

  • Recycling von Li-Ionen-Batterien: Wie entwickelt sich das End-of-Life-Management, also Second Life und Recycling? Wie entwickelt sich der Batterierecycling-Markt, und welche Recycling-Methoden sind sinnvoll?
  • Thermal Runaway wird durch Simulation beherrschbar: Mit Simulationen hinsichtlich Temperatur, Werkstoffen und Materialien lässt sich der Punkt bestimmen, an dem das Durchgehen einsetzt – auch im Crash-Fall.
  • Passive Sicherheit für Batterien: Wird ein Thermal Runaway, Brand oder generell eine Überhitzung von Lithium-Ionen-Akkus im E-Auto detektiert, ist unmittelbar die Systemspannung zu reduzieren. Doch was passiert, wenn das BMS schon vorher ausfällt? Ein Trenschalter greift hier ein.
  • Stiftleiste für die Kühlluftsteuerung: Ein ausgefeiltes Batterie-Wärmemanagementsystem (BTMS) in EVs ist notwendig, um Leistung und Lebensdauer des Energiespeichers zu maximieren – und dafür gibt es passende Hardware.
  • Vergussmassen richtig auswählen: Gießharze können in Motoren und Generatoren zum Einsatz kommen, aber besonders im Bereich der E-Auto-Batterie stellen sie Entwickler vor große Herausforderungen. Besonders mit Blick auf die Wärmeentwicklung im Energiespeicher ist es wichtig, die richtige Auswahl zu treffen.

Ladetechnik

  • Ladestationen mit SiC-MOSFET-Technologie: Im Rahmen von Vehicle-To-Grid (V2G) bieten sich die Batterien von E-Autos als Energiespeicher an. Zum Anschluss der Batterien an das Dreiphasen-Wechselspannungsnetz sind hochgradig effiziente bidirektionale Leistungswandler erforderlich. Hier bieten Wide-Bandgap-Halbleiter klare Vorteile – und zwar gerade auf Systemebene.
  • DC-Schütze für die bidirektionale Ladetechnik: Einer der Knackpunkte bei der E-Mobilität ist die Ladeinfrastruktur. Hier arbeiten verschiedene Unternehmen an Lösungen, die z.B. Parkhäusern ganze Ladeparks zur Verfügung stellen. Das Schalten der hohen Ströme übernehmen elektromechanische Schütze.
  • EMV-Kabelverschraubungen für E-Nfz: Mit vorkonfektionierten HV-Kabelbäumen lässt sich auch die Betriebssicherheit der Fahrzeuge über den gesamten Lebenszyklus erhöhen.

Test + Tools

  • Entwicklung eines HIL-Prüfstands: Denn alles ist neu – Hardware, Software, Tools, Tester und Testcode. Aber trotzdem muss das System genau arbeiten und die Betriebsumgebung korrekt simulieren – und die Komponente HV-Batterie macht es nicht einfacher.
  • Thermoschock-Prüfstand: Der schockartige Temperaturwechsel ist eine der härtesten Belastungen für Prüfobjekte. Ein solcher Test lässt sich in dem Klappenschock genannten Prüfschrank durchführen. Diese Art der Prüfung eignet sich auch für bestromte Elektronik-Prüflinge.
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