Hochvoltbatterien (Lithium-Ionen) für Nutzfahrzeuge

Schwerpunkt des Seminars ist die Darstellung der Eignung unterschiedlicher Batteriepackkonzepte (HV) für den Einsatz in einem batterieelektrischen Nutzfahrzeug. Die spezifischen Herausforderungen speziell für Nutzfahrzeuge (LKW) beim Aufbau, der Überwachung und der Steuerung des Batteriesystems werden erläutert.

Zu Beginn der Veranstaltung wird auf den Aufbau und die Funktionsweise von Lithium-Ionen-Batteriezellen im Fahrzeug eingegangen. Anschließend werden die einzelnen Produktionsschritte von Batteriezellen erklärt. Auf eine Vorstellung der üblicherweise eingesetzten Elektrodenmaterialien folgt eine Bewertung der Vor- und Nachteile verschiedener Zellchemien und Zellbauformen für den Einsatz in einem Nutzfahrzeug. Darauf aufbauend wird eine Einführung in das Design und die Auslegung von Batteriezellmodulen und Batteriepacks gegeben. Aufgrund der immensen Bedeutung der Lebensdauer von Batterien für Nutzfahrzeuge wird abschließend im Detail auf die Alterungsmechanismen von Lithium-Ionen-Zellen und den Lebenszyklus einer Hochvoltbatterie eingegangen. 

Zum Thema

Der Nutzfahrzeugbereich befindet sich im Wandel. Emissionsfreie Antriebe lösen den Dieselantrieb als dominierende Antriebstechnologie sukzessive ab, um unter anderem Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren. Die in emissionsfreien Nutzfahrzeugen eingesetzten Batterien werden bei diesem Wandel eine zentrale Rolle einnehmen, da sie sowohl die technischen Eigenschaften des Fahrzeugs als auch dessen Lebenszykluskosten erheblich beeinflussen. Die Anforderungen an Hochvoltbatterien in Nutzfahrzeugen und deren technische Eigenschaften können sich von PKW-Hochvoltbatterien mitunter stark unterscheiden. Diese Veranstaltung konzentriert sich daher auf die Auslegung und Konzeption von Hochvoltbatterien für emissionsfreie Nutzfahrzeuge. Emissionsfrei bedeutet lokal ohne Abgase. Nur mit einem weiter anwachsenden Grünstromanteil wird die Mobilität emissionsfrei.