Mit dem LIGHT Battery Konzept zeigt die LION Smart GmbH, wie sich die Anforderungen einer Batterie hinsichtlich der Performance, Reichweite und Sicherheit ebenso wie der Lebensdauer effizienter gestalten lassen.
Elektromobilität ist die Zukunft, aber nur, wenn Schlüsselfragen beantwortet werden
Wenn die Elektromobilität in der Mitte der Gesellschaft ankommen soll, muss sie breite Akzeptanz finden. Zentrale Punkte hierfür sind zum einen die Reichweite, die ein Fahrzeug zurücklegen kann, bevor es an die Ladesäule muss. Zum anderen muss der Sicherheitsfrage, die bei der Etablierung neuer Technologien gestellt wird, besonders ernst genommen und mit effektiven Sicherheitskonzepten begegnet werden.
LION Smart stellt sich diesen Schlüsselfragen. Im Jahr 2008 hat sie als Testdienstleister für Batteriesysteme und Batteriezellen angefangen, heute entwickelt sie als innovativer Ingenieurdienstleiter Batterie-Management-Systeme (BMS) und legt ganze Batteriesysteme aus. Dabei entstanden immer wieder Erkenntnisse und Ideen, wie eine Batterie effizienter als bisher entwickelt werden kann. Die kreativen Köpfe aus den Bereichen der Konstruktion, Elektronik und Software-Entwicklung haben nun ihre besten Ansätze in einem Gesamtkonzept vereint: The LIGHT Battery.
The LIGHT Battery hält Antworten bereit
Die wesentlichen Designtreiber der Batterieentwicklung sind die Performance, Reichweite, Sicherheit, Kostenreduktion und Lebensdauer der Batterie. Diese zu maximieren ist das Ziel der LIGHT Battery. Dafür wird unter anderem auf eine modulare Bauweise der Batterie gesetzt. In Kombination mit der beispiellosen Funktionsintegration der verwendeten Bauteile wird unabhängig von Bauraum und gewünschten Spannungslagen eine sehr hohe Energiedichte erreicht. Des Weiteren ist der Aufbau der Batterie kabelfrei gestaltet, sodass insgesamt eine kosteneffektive und nahezu vollständig automatisierte Produktion möglich ist. Außerdem weist das Konzept die erforderliche Kühlleistung für schnelle Ladevorgänge und High-Performance-Anwendungen auf, verlängert die Lebensdauer und sorgt für höchste Sicherheit.
Licht statt Kabel – Leichtigkeit, Kostenreduktion und vieles mehr
Der Begriff LIGHT bezieht sich auf folgende zwei Aussagen: Zum einen spielt er auf die Leichtbauweise der Batterie an, zum anderen, und das ist die primäre Bedeutung, weist er auf den neuartigen Einsatz von Licht als Übertragungsmedium in der Kommunikation zwischen den einzelnen Zellüberwachungsmodulen hin. Statt über Kabel werden die notwendigen Signale mittels Infrarotlicht übertragen. Dabei dient die Kühlflüssigkeit, welche die Zellen und Elektronik in der Batterie vollständig umspült, als Trägermedium. Die optische Datenübertragung bietet neben der Kostenreduktion (Kabelherstellung, -konfektion und -montage erfordern auch heute noch viel manuelle Arbeit) weitere Vorteile der Datensicherheit und galvanischen Trennung der Komponenten.
Flexibilität und Sicherheit durch Modularität und Funktionsintegration
Eine weitere Besonderheit ist die modulare Bauweise, die von Anfang an eine der Schlüsselanforderung an die LIGHT Battery war. Neben der Vereinfachung der Fertigungsprozesse ist der wichtigste Vorteil, dass LION Smart auf diese Weise eine optimale Anpassung an beliebige Systeme sicherstellt. So können vorhandene Bauräume unabhängig von anwendungsspezifisch erforderlichen Spannungslagen effektiv genutzt werden. Dazu trägt auch die Verwendung der Rundzelle bei, da das System auf sämtliche Zellformate und -typen ohne großen Aufwand angepasst werden kann.
Das Format der Rundzelle ist zudem entscheidend für die Sicherheit des Batteriesystems. Dadurch kann in der LIGHT Battery ein hoher Parallelisierungsgrad der Zellen erreicht werden, der in Kombination mit redundanten Einzelzellaussicherungen eine sehr hohe Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erzielt. Ein Qualitäts- und Kapazitätsverlust durch schlecht performante bzw. ausfallende Einzelzellen wird so reduziert.
Das A und O einer effizienten Batterie ist das Thermomanagement
Das High-Tech Fluid Novec® der Firma 3M dient als Kühlmedium im innovativen Thermomanagement der LIGHT Battery. Innerhalb eines Batteriesystems hat die Betriebstemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Alterung und die Performance der einzelnen Zellen. Zu kalte Zellen können weder schnell geladen werden, noch liefern sie ihre maximale Leistung. Außerdem altern sie im Betrieb stärker. Eine zu hohe Temperatur führt nicht nur im Betrieb, sondern auch während der Lagerung zu einer beschleunigten Alterung. Ab 60°C – 180°C (abhängig von der jeweiligen Zelle und ihrem Separator) wird es dann gefährlich, da sich die Zelle entzünden könnte. Deshalb ist das Kühlkonzept von LION Smart dahingehend designt, dass die Betriebstemperatur stets auf ein Optimum geregelt wird. Zudem wird das Kühlmedium nicht nur zur Kühlung verwendet, sondern ist auch integraler Bestandteil des Sicherheitskonzeptes und verhindert ein Abbrennen der Batterie.
