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Batteriemodule mit sehr hoher Energiedichte für Busse und Trucks

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Mehr Energie für die Langstrecke: Akasol ein Rundzellen-Batteriemodul mit einer Energiedichte von ca. 221 Wh/kg und einer Leistungsdichte von bis zu 433 W/kg vorgestellt.

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Im hessischen Langen fertigt Akasol Hochleistungs-Batteriesysteme für Nutzfahrzeuge. Demnächst folgt die Serienfertigung der neuen Hochenergie-Batteriesysteme.
Im hessischen Langen fertigt Akasol Hochleistungs-Batteriesysteme für Nutzfahrzeuge. Demnächst folgt die Serienfertigung der neuen Hochenergie-Batteriesysteme.
(Bild: Akasol / Alexander Heimann)

Mit dem AKAModule 60 CYC sind Hochenergie-Batteriesysteme nach dem Baukastenprinzip zusammenstellbar. Diese ermöglichen lange Reichweiten für Nutzfahrzeuge wie Überland-Busse, Stadtbusse oder schwere LKWs bei gleichzeitig hoher Lebensdauer.

Ein Beispiel ist das 40-kWh-Batteriesystem AKASYSTEM 15 AKM 60 CYC, das mit seinen kompakten Maßen dem PHEV2 Modul-Format entspricht und in die Systemumgebung dieses Standards verbaut werden kann. Trotz der sehr hohen Energiedichte bietet das 2,66-kWh-Batteriemodul eine Leistungsdichte von bis zu 433 W/kg und eine im Vergleich zu anderen Hochenergie-Lösungen hohe Zyklenfestigkeit von 1500 bis 3000 nutzbaren Zyklen. Das neue Batteriemodul kommt ab Ende 2018 erstmals in Kundenapplikationen in der Erprobung zum Einsatz und soll anschließend in Serie gefertigt werden.

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Sowohl die bereits angebotenen Hochleistungs-Batteriesysteme mit prismatischen Zellen wie auch die neuen Hochenergie-Batteriesysteme verfügen über eine standardisierte Flüssigkühlung, die ohne exotische Kühlmittel auskommt. Eingesetzt wird ein reguläres Wasser-Glykol-Gemisch, das weltweit in der Automobilindustrie in zahlreichen Anwendungen, z.B. zur Motorkühlung, genutzt wird. Entsprechende Komponenten zur Aufbewahrung und Zirkulation des Kühlmediums müssen daher nicht aufwändig in die Fahrzeugarchitektur integriert und validiert werden.

Das Baukastenprinzip und bietet Nutzfahrzeugherstellern und anderen Anwendern große Flexibilität. So gibt es beispielsweise drei Lithium-Ionen-Batteriesysteme mit identischen Maßen (700 mm x 150 mm x 1700 mm) und jeweils 15 Batteriemodule mit unterschiedlicher Zelltechnologie im PHEV2-Modulformat. Bei Änderungen der Anforderungen an Leistung, Energie oder Zyklenfestigkeit ist sogar ein späterer Austausch denkbar.

Das erste davon ist AKASYSTEM 15 OEM 37 PRC, verfügbar seit 2018, PHEV2-Modul-Standard mit prismatischen Batteriezellen. Es handelt sich um die erste Generation des Hochleistungs-Batteriesystems, das in ähnlicher Ausführung im vollelektrischen Elektrobus Citaro der Daimler-Tochter EvoBus zum Einsatz kommt und in Langen in Serie gefertigt wird. Ausgestattet mit PHEV2-Batteriemodulen mit hoher Leistungsdichte (bis zu 870 W/kg) auf Basis prismatischer Lithium-Ionen-Zellen verbindet das Batteriesystem hohe Zyklenfestigkeit (bis zu 3000 Zyklen) mit Leistungsfähigkeit in Nutzfahrzeugen.

Das zweite System, AKASYSTEM 15 OEM 50 PRC, wird ab Ende 2019 verfügbar sein und ist ein PHEV2-Modul-Standard mit prismatischen Batteriezellen. Dieses Hochleistungs-Batteriesystem nutzt die nächste Generation der Hochleistungs-Batteriemodule mit hoher Leistungsdichte (bis zu 833 W/kg) und erheblich größerer Energiedichte (ca. 183 Wh/kg) auf Basis prismatischer Lithium-Ionen-Zellen. Die Reichweite entsprechender Elektrofahrzeuge verlängert sich dadurch um 35% im gleichen Bauraum wie das aktuell verfügbare System, ohne dass sich die Lebensdauer reduziert (bis zu 3000 Zyklen). Das Batteriepack ist ab Ende 2019 für die Serienfertigung vorgesehen.

Beim dritten System schließlich handelt es sich um das AKASYSTEM 15 AKM 60 CYC, das ab Mitte 2019 verfügbar sein wird, ein PHEV2-Modul-Format mit zylindrischen Batteriezellen vom Typ 21700. Dieses Hochenergie-Batteriesystem mit 40 kWh nutzt die neuen Rundzellen-Batteriemodule mit einer Energiedichte von ca. 221 Wh/kg bei maximaler Leistungsdichte von bis zu 433 W/kg. Es ist robust, frei skalierbar und zeichnet sich durch geringere Anschaffungskosten pro kWh aus. Damit kann die Fahrzeugreichweite im Vergleich zu der aktuell produzierten Technologie um über 60% gesteigert werden. Diese Technologie ist daher für den Langstreckenverkehr – etwa für Stadtbusse mit Overnight-Charge Infrastruktur, Reisebusse und schwere LKWs – konzipiert.

Stephen Raiser, Mit-Gründer und Entwicklungsleiter von Akasol: „Mit dem neuen Rundzellen-Batteriemodul geben wir Bussen oder Trucks die notwendige Ausdauer, um im täglichen Einsatz über weite Strecken bestehen zu können. Durch die erheblich gesteigerte Reichweite der Fahrzeuge werden auch die Anforderungen an eine Ladeinfrastruktur in vielen Anwendungen entscheidend verringert. Dass die Nachfrage bei unseren Kunden steigt, zeigt, wie dynamisch sich der Markt entwickelt und wie unterschiedlich die Anforderungen an Batteriesysteme für Nutzfahrzeuge sind. Mit unserer langjährigen Erfahrung sind wir gerne der Partner, um individuelle Lösungen zu realisieren.“

Die beiden Batteriesysteme AKASYSTEM 15 OEM 50 PRC und AKASYSTEM 15 AKM 60 CYC werden ab Ende des Jahres für Musteranwendungen zur Verfügung stehen. Die Serienfertigung ist in der Folge geplant.

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