Schnellladesystem für E-Bike-Akkus
Mar 12, 2019
Aktuell werden E-Bikes noch hauptsächlich für kürzere Strecken eingesetzt, bei denen kleinere Batterien verwendet werden können. Langstrecken sind zwar möglich, können aber sehr aufwendig sein, denn dazu bedarf es großer, schwerer Akkus, die für mehrere Stunden aufgeladen werden müssen. Um diese Situation zu verbessern, arbeitet das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem E-Bike-Hersteller Coboc an einem neuen Schnellladeverfahren, mit dem die Ladezeit verkürzt und die Akku-Lebensdauer verlängert werden soll. Außerdem soll das System benutzer- und umweltfreundlich sein. Das Ziel der Forscher ist ein Ladeverfahren, bei dem ein E-Bike-Akku in einer Stunde oder weniger vollständig über herkömmliche Steckdosen aufgeladen werden kann.
Lithium-Ionen-Zellen als Basis
Umsetzbar ist die neue Technologie mit Lithium-Ionen-Akkus – ursprünglich wurde diese Speicherart ausschließlich für kleine tragbare Geräte wie Smartphones, Tablets, Camcorder usw verwendet, doch mittlerweile setzt man sie auch für E-Bikes, Hybridfahrzeuge, Elektroautos und sogar als Speicher für Solaranlagen ein. Der Vorteil dieser Akkus ist einerseits eine hohe Energiedichte, andererseits vertragen sie auch eine höhere Energie beim Laden (möglich sind etwa zehn Ampere), weshalb die Ladezeit verkürzt wird. Die hohe Energiemenge bewirkt jedoch auch, dass die Batterie empfindlicher wird, was Überladung oder Tiefentladung betrifft, weshalb elektronische Schutzschaltungen erforderlich sind.
Akku mit Live-Analyse und Diagnosefunktion
Neben der verbesserten Leistung ist ein weiteres Ziel der Entwickler auch eine Analysefunktion während der Nutzung des Akkus. Zwei wichtige Messwerte sollen dabei der SOC (State of Charge, also Ladezustand) und der SOH (State of Health, Gesamtzustand des Akkus) sein. Eine Software soll diese Daten bereits während der Nutzung des E-Bikes erfassen und anschließend in der Cloud des Herstellers speichern – eine revolutionäre Innovation, die für mehr Nachhaltigkeit bei Akkus sorgen würde, da die Möglichkeit einer vorausschauenden Wartung gegeben wäre. Zudem würde die detaillierte Analyse der Akkus auch deren weitere Entwicklung beschleunigen.
Das Projekt der Karlsruher Forscher wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Derzeit wird noch untersucht, welche Lithium-Ionen-Zellen am geeignetsten sind. Dabei werden Bewertungen und Tests durchgeführt, beispielsweise zur Lebensdauer der Akkus. Ist das Projekt erfolgreich, wäre das für E-Bike-Nutzer eine Verbesserung um Welten, und Langstrecken von über 150 Kilometer wären dann problemlos möglich.