Целью исследовательского проекта «hyPowerRange» является улучшение диапазона факторов, затрат, требований к охлаждению и производительности электромобилей. Это должно быть достигнуто за счет разработки и создания модульного гибридного накопителя энергии. Различные высокоэнергетические и высокопроизводительные элементы объединяются в общую батарею, в зависимости от применения. В отличие от предыдущих проектов гибридная батарея соединена напрямую, то есть работает без промежуточного электронного преобразователя.
дальнейшее образование
Развивайте электрическую мобильность завтрашнего дня
Энергетическое и тепловое управление
В дополнение к прямой связи, в проекте последовательно применяются дополнительные меры по расширению диапазона. Гибридная система хранения интегрирована в систему управления энергией и температурой более высокого уровня в автомобиле. В этом контексте предусматривается использование тепловых насосов в транспортном средстве и оптимизированный по диапазону аккумулятор и регулирование температуры транспортного средства с предварительным тепловым кондиционированием из электрической сети.
В рамках своего подпроекта Институт Фраунгофера в Касселе уделяет особое внимание электрическому проектированию гибридного хранилища с помощью имитаций батареи, разработке на основе моделирования рабочих стратегий для гибридного хранилища и проведению общих системных испытаний с установленным демонстратором транспортного средства. Первоначально подпроект предусматривает дальнейшее развитие имитационной модели для литий-ионных батарей и элементов (ISET-LIB), разработанной в IWES, для моделирования элементов, соединенных напрямую параллельно. Впоследствии критерии моделирования и операционные стратегии впервые разрабатываются с помощью имитационной модели и внедряются вместе с партнерами по проекту в систему управления батареями (BMS). После того как концепция была реализована, исследователи из Касселя проводят общее тестирование системы и разрабатывают стратегии тестирования, адаптированные к гибридной батарее.
Хранилище энергии
Аккумулятор альтернативной энергии: алюминиево-ионные аккумуляторы
электромобильности
Исследователи разрабатывают батареи из 100-процентного кремния для электромобильности
Концепция аккумуляторов от 2019 года в практическом тесте
Исследовательский проект «hyPowerRange» работает с начала 2017 года и, как ожидается, будет завершен к концу 2019 года. Новая концепция модульной и гибкой аккумуляторной батареи будет интегрирована в электромобиль в качестве примера и будет испытана и продемонстрирована в электрической сети при движении и зарядке с 2019 года.
Проект осуществляется совместно партнерами проекта ABT, Bertrandt, группой BMZ, Fraunhofer IWES (лидер консорциума), Fraunhofer LBF, Кемптенским университетом и Konvekta и финансируется BMWi. (Ш)
Дополнительная информация о потребности сырья в электромобильности
Когда дело доходит до электромобильности, акцент всегда делается на поставках сырья. Достаточно ли сырья, такого как кобальт, литий и Ко? Будут ли расти цены на сырье для производства накопителей энергии? Влияет ли добыча дополнительного сырья на людей и окружающую среду? Öko-Institut eV рассмотрел вопросы и предсказал следующее:
Ресурсные залежи
Сырье - литий, кобальт, никель, графит и платина - достаточно доступно для быстрого глобального роста мобильности. Согласно расчетам Öko-Institut, потребность в литии для электромобильности в 2030 году превысит сегодняшнее производство на шахте в четыре раза. Однако мировые запасы лития и другого сырья явно превышают прогнозируемый спрос. Однако, согласно Öko-Institut, время от времени может быть дефицит, особенно с литием и кобальтом. Тем не менее, они должны рассматриваться как временные и не оказывают долгосрочного воздействия на развитие рынка электромобилей на мировом рынке.
Рекомендации от Öko-Institut: Последовательная и эффективная переработка снижает спрос на первичное сырье и оказывает профилактический эффект против временной нехватки. Для этой цели необходимо доработать Директиву ЕС по батареям, особенно в отношении тяговых батарей для электромобильности, и в ней должны быть предусмотрены коэффициенты рециркуляции сырья для лития, кобальта, никеля и графита. Кроме того, должна была быть создана всемирная система возврата и переработки литий-ионных аккумуляторов. Исследовательское наступление на аккумуляторные технологии должно быть сосредоточено на использовании меньшего количества различных материалов в батареях, чтобы заменить особенно критическое сырье в среднесрочной перспективе (замена).
Увеличение цены
Дальнейшее повышение цен на отдельные виды сырья - особенно на литий и кобальт - нельзя исключать. Однако рост цен на сырье не замедлит развитие электромобильности в целом, согласно прогнозу Öko-Institut.
Рекомендации от Öko-Institut: Технология аккумуляторов должна быть дополнительно оптимизирована с точки зрения затрат. В следующем поколении никель-марганцево-кобальтовых клеток содержание относительно дорогого кобальта уже будет снижено. Пример редких земель также показывает, что экстремальному росту цен можно противодействовать на разных уровнях. Это требует технологических инноваций, а также выхода на рынок новых стран-производителей и максимально широкой диверсификации компаний по добыче сырья. Расширение структур переработки (см. Выше) также уменьшает потребность в первичном сырье и имеет эффект снижения цен.
Негативное влияние на людей и окружающую среду
Продвижение сырья для электромобильности - как и продвижение многих других видов сырья для других целей - связано с экологическими и социальными проблемами. К ним, в частности, относятся часто очень высокая потребность в энергии, появление кислых шахтных вод, конфликты воды между горнодобывающими компаниями и коренными народами и неприемлемые условия труда в шахтах. По данным Öko-Institut, добыча кобальта при мелкомасштабной добыче в Демократической Республике Конго в настоящее время особенно проблематична.
Рекомендации от Öko-Institut: В основном, важно улучшить экологические и социальные условия для добычи сырья для электромобильности. Это включает в себя (глобальный) промышленный альянс по устойчивому использованию лития, а также обязательную юридическую экспертизу кобальта. Укрепление международного сотрудничества в области устойчивой добычи полезных ископаемых также может помочь обеспечить долгосрочные поставки сырья. Наконец, что не менее важно, комплексная переработка может уменьшить экологические и социальные проблемы на всей цепочке создания стоимости литий-ионных аккумуляторов.