Prof. Alexander Kuznietsov, Tilman Happek und Frank Tanenkeu (von links) arbeiten am hochschuleigenen Elektrofahrzeug, in dem das Batteriemanagementsystem getestet wird. Die TH Mittelhessen entwickelt ein System, das den Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien optimiert und deren Lebensdauer verlängert. Dieser Batterietyp wird zum Beispiel in Elektrofahrzeugen und als stationärer Speicher für Energie aus erneuerbaren Quellen verwendet. Projektleiter Prof. Dr. Alexander Kuznietsov vom Friedberger Fachbereich Informationstechnik – Elektrotechnik – Mechatronik kooperiert dabei mit der Isabellenhütte Heusler in Dillenburg. Das Land Hessen fördert das Projekt mit 430.000 Euro.

Hohe Kosten, geringe Reichweite und begrenzte Lebensdauer der Batterie haben zur Folge, dass die Verkaufszahlen von Elektroautos weit hinter den politischen Zielen zurückbleiben. Das Friedberger Forscherteam will mit einem „intelligenten skalierbaren Batteriemanagement-System“ die Lebensdauer der Energiespeicher erhöhen. Dabei konzentrieren sie sich auf Lithium-Ionen-Batterien, die heute in Elektroautos Standard sind.

„Gegenwärtig auf dem Markt befindliche Systeme analysieren nur den Ladezustand der Batterie. Das von uns vorgeschlagene System führt im laufenden Betrieb eine komplette Diagnostik durch“, erläutert Kuznietsov. Dazu gehören Lade- und Entladeprofile, die inneren elektrischen Parameter einzelner Zellen und die Temperaturverteilung innerhalb eines Moduls. Die gewonnenen Informationen können für die Anpassung des Batteriebetriebs verwendet werden und die Lebensdauer der Batterie verlängern.

Lithium-Ionen-Batteriepack mit der Elektronik zum Ausgleich des Ladezustands einzelner Zellen.„Das Projekt hat mehrere Schwerpunkte, von denen sein Erfolg abhängt. Basis ist die Modellbildung der Batterie. Darauf bauen sämtliche Algorithmen der Diagnose auf. Eine weitere Herausforderung liegt in dem Entwurf der Regelalgorithmen, die die Effizienzsteigerung des Fahrzeugs und Verlängerung der Lebensdauer der Batterie bewirken sollen. Die letzte zentrale Aufgabe ist die echtzeitfähige Implementierung der entwickelten Algorithmen in einem fahrzeugtypischen Steuergerät“, so der Projektleiter.

Das Forschungsvorhaben läuft zwei Jahre. Es wird im Rahmen der hessischen „Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz“ (LOEWE) unterstützt.