Batterien-Test in Live-Simulation

Dimensionierungen von modernen Lithium-Ionen-Batterien für Plug-In Hybrid und Elektroautos sind Inhalt eines aktuellen Forschungsthemas der ingenieurwissenschaftlichen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE). Das Programm ist eine Gemeinschaftsarbeit mit Johnson Controls Power Solutions. Das amerikanische Unternehmen mit seiner Europazentrale in Hannover ist führender Anbieter von Bleibatterien und Energiespeichersystemen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

Im Zentrum der Forschungsarbeiten steht ein Fahrsimulator, der alle Arten von Elektroautos und Hybriden abbildet. Die Energie erhält der Hardware-Teil des Fahrsimulators von einem hochleistungsfähigen Stromspeicher (Lithium-Ionen-Batterie) mit 2,35 kWh. Geladen wird die Batterie entweder über das normale Stromnetz oder das Antriebssystem. Im Mittelpunkt der Experimente steht die Messung des Gesamtstromverbrauchs von Elektroautos und Plug-In-Hybriden. Das Forschungsthema soll Aufschluss darüber geben, wie hoch der Stromverbrauch bei unterschiedlichen Fahrstrecken ist. Dazu soll unter anderem herausgefunden werden, wie sich die Energierückgewinnung (Rekuperation) beim Bremsen zu den Ladestromverlusten und der Batterieentladung bei längeren Pausen verhält. „So können wir echte Fahrzyklen für Elektroautos sauber berechnen“, sagte Prof. Dieter Schramm, „und dann wissen wir auch, wie weit Nutzer mit dem Fahrzeug zum Beispiel bei unterschiedlichen Außentemperaturen fahren können und wie letztendlich der Stromverbrauch genau aussieht.“

Der Teststand trägt laut Dr. Christian Kuper, Manager im Entwicklungsbereich von Johnson Controls, dazu bei, die Qualität und Leistungsfähigkeit der Lithium-Ionen- Batterien weiter zu entwickeln. Lithium-Ionen Batterien von Johnson Controls sind heute beispielsweise im Ford Transit Connect Electric, im Daimler S400 und im BMW ActiveHybrid 7 im Einsatz. Der Teststand bei Johnson Control ist datentechnisch mit dem am Lehrstuhl für Mechatronik vernetzt. Das ermöglicht einen realistischeren Fahreindruck von Autospritztouren in eigentlich virtueller Verkehrsumgebung und erlaubt so auch das Erproben unterschiedlicher Fahrzeuge der Zukunft unter Live- Bedingungen.

Die Erkenntnisse aus dem neuen Teststand will die Universität Duisburg-Essen auch für die Fortsetzung ihrer Elektroauto-Aktivitäten nutzen. Dabei steht das Thema CarSharing mit Elektroautos ganz oben auf der Agenda. Mit diesem CarSharing-Projekt soll die neue Technik sichtbar und für den Normalverbraucher nutzbar gemacht werden.

Insgesamt 15 Lehrstühle haben zwei Jahre lang gemeinsam mit dem Autobauer Ford, dem Stromanbieter Rheinenergie und der Stadt Köln an zentralen Themen der Elektromobilität gearbeitet. Das CAR-Institut der UDE interviewte kürzlich über 250 Autofahrer nach Testfahrten mit einer Flotte von zwölf verschiedenen Elektroautos zu ihren Erfahrungen und Nutzungsabsichten zu Elektroautos.