16.09.2021 – Kategorie: Konstruktion & Engineering

Batterien für Elektrofahrzeuge: Was ihnen einen zweiten Frühling verschafft

Batterien für ElektrofahrzeugeQuelle: Nidec ASI
Die Renault-Gruppe arbeitet mit Nidec ASI zusammen, um Batterien von Elektrofahrzeugen für die Energiespeicherung nutzbar zu machen. Dabei galt es, mehrere Hürden zu meistern.
  • Die Renault-Gruppe mit ihrer Marke Mobilize befasst sich mit der Wiederverwendung von Batterien für Elektrofahrzeuge.
  • Seit mehr als einem Jahr arbeitet die Renault-Gruppe nun mit Nidec ASI zusammen.
  • Ziel ist es, ein umfassendes Pilotprojekt im Bereich der stationären Energiespeicherung zu entwickeln.

Die Idee hinter der Partnerschaft von Renault und Nidec ASI war, Autobatterien in Speichersystemen für erneuerbare Energien zu nutzen. Die beiden Demonstrationsstandorte in Frankreich, an denen die in Containern gesammelten Batterien für Elektrofahrzeuge (Renault ZOE) gesammelt werden, zeugen vom Erfolg der Initiative.

Dieses wichtige Projekt von Mobilize und Nidec ASI soll zeigen, wie sich ein nachhaltiges Kreislaufentwicklungsmodell in der Automobilbranche fördern lässt. Es adressiert auch die Befürchtungen im Hinblick auf die begrenzte Lebensdauer von Batterien für Elektrofahrzeuge. Der Markt für E-Mobilität wächst weiterhin sehr schnell, und die Renault-Gruppe zählt zu den größten Akteuren. Vom Modell ZOE konnte Renault im Jahr 2020 europaweit fast 100’000 Modelle absetzen. Mit der zunehmenden Elektromobilität kamen auch neue Anwendungen für Fahrzeugbatterien ins Gespräch, die nach ihrer Verwendung „im Fahrzeug“ noch mindestens 80 Prozent ihrer Kapazität behalten. Dazu zählt beispielsweise die stationäre Energiespeicherung, die im Mittelpunkt des Projekts von Mobilize in Zusammenarbeit mit Nidec ASI steht.

Batterien für Elektrofahrzeuge: Stationäre Energiespeicherung

Beide Gruppen stellten sich einer nicht ganz einfachen Aufgabe. Sie besteht darin, in einer Energiespeicheranlage Batterien einzusetzen, die sich stark von neuen unterscheiden, die aus derselben Produktionscharge stammen und untereinander einheitlich sind. Wird der Weg der Umnutzung eingeschlagen, weisen nämlich nicht alle Batterien am Ende ihrer Lebensdauer denselben Zustand auf. Denn je nach ihrer Verwendungsarbeit ändert sich dieser.

Die Rolle von Nidec ASI bestand darin, den Zustand und die Entladetiefe einer jeden Batterie in Echtzeit zu messen und den Energiefluss in den Batterien auf homogene Weise zu steuern. Dies sollte einer Überhitzung entgegenwirken. Zudem sollte es die Sicherheit der Anlage, Stabilität des Stromnetzes und Verfügbarkeit des Stroms über den ganzen Tag gewährleisten. Das System kann nämlich die Unterschiede zwischen Stromverbrauch und -erzeugung zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgleichen. Dabei werden die Batterien aufgeladen, wenn die Nachfrage gering ist. Anschließend wird die in den Batterien enthaltene Energie wieder in das Netz eingespeist, sobald die Nachfrage steigt. Damit erhöht sich der Anteil der erneuerbaren Energien am Energiemix.

Herz und Gehirn des Systems

Nidec ASI France hat insbesondere das „Gehirn“ dieses Systems entwickelt. Das umfasst die Kontrollalgorithmen, den Teil der Systemintegration und das Power Management System. Letzteres macht es möglich, das BESS zu implementieren, zu verwalten und zu optimieren. Alle Batterien werden miteinander und mit dem System verbunden und stellen dabei die korrekte Funktionsweise sicher. Das italienische Werk von Nidec ASI in Montebello arbeitete hingegen am „Herzstück“ des Systems. Es lieferte das Power Management System, also die Wechselrichter, die den Strom regulieren und dafür sorgen, dass die richtige Menge in die Batterien und das Netz fließt. Einer der Schlüssel zum Erfolg eines Projekts wie diesem steckt im „Dialog“ zwischen dem Power Management System und dem Power Conversion System und in der Fähigkeit, diese effizient zusammenzubringen.

Umnutzung von Batterien für Elektrofahrzeuge: Schlüsselkomponente für Kreislaufwirtschaft

„Wir sind mit den Ergebnissen, die wir mit Mobilize erzielt haben, sehr zufrieden. Dank der Entwicklung von Algorithmen und der Verbindung der besten italienischen und französischen Technologie haben wir das Wissen über die Herausforderungen der Umnutzung von Autobatterien auf eine neue Ebene gebracht. Dieses Projekt beweist, dass es möglich ist, Autobatterien ein zweites Leben zu geben, und bringt Europa an die Weltspitze der Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien und der Kreislaufwirtschaft. Wir sind stolz darauf, dass Mobilize uns als Partner für diese Initiative ausgewählt hat. Dies bestätigt die Kompetenz unseres französischen Werks in Roche-La-Molière und unseres italienischen Werks in Montebello bei der Entwicklung von Power Management System und Power Conversion System.

„Wir erachten diese erfolgreiche Zusammenarbeit als einen wichtigen neuen Schritt bei der Förderung eines nachhaltigen Entwicklungsmodells, das auf der Umnutzung von Schlüsselkomponenten wie Fahrzeugbatterien und dem zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energien beruht“, erklärte Dominique Llonch, CEO von Nidec ASI und Vorstandsvorsitzender von Nidec Industrial Solutions.

Die Forschung und Entwicklung im Projekt wurden erfolgreich abgeschlossen. Die ersten Anlagen kamen an zwei Demonstrationsstandorten zum Einsatz, nämlich den Renault-Werken in Douai und Flins. Die beiden Anlagen hat man so konzipiert, dass sich die Batterien einfach entnehmen und wieder einsetzen lassen. Sie verfügen jeweils über eine installierte Gesamtleistung von 4,7 MWh und 15 MWh. Während die erste Anlage bereits Dienstleistungen für das französische Stromnetz erbringt, geht die zweite Anlage bis Ende Jahr in Betrieb. Ziel ist es, die Lebensdauer der eingebauten Batterien um 10 Jahre zu verlängern. So können diese für mehrere örtliche Anwendungen sauberere und kostengünstigere Energie liefern.

Weitere Informationen: https://www.nidec-industrial.com/de/

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