„Die software-gesteuerte Batterie“ - Manuel Kuder von der Bavertis GmbH - „electrive.net LIVE“
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- Опубликовано: 13 сен 2024
- Manuel Kuder ist Co-Gründer und CEO der Bavertis GmbH. In seinem Vortrag bei unserer Online-Konferenz „electrive.net LIVE“ nimmt er die Schnittstelle von Leistungselektronik und Batterie, von Hard- und Software, in den Fokus.
Mit ihrem starken Forschungshintergrund will die Bavertis GmbH jeder einzelnen Batteriezelle eine smarte Leistungselektronik - sogenannte Multilevel-Umrichter - spendieren. Kuder spricht von der Schaffung einer transparenten, software-gesteuerten Batterie.
Durch die neue Technologie sollen die in heutigen Fahrzeugen verbauten Inverter, Onboard-Lader und Batteriemanagementsysteme entfallen. Per Software-Update soll die Batterie unter anderem für verschiedene Nutzungsszenarien programmiert werden können. Für besonders wichtig hält Kuder bidirektionales Laden: Batterien müssten als Netzpuffer genutzt werden, um die Ressourcen, in die investiert wird, auch auszunutzen.
In einem Demo-Fahrzeug hat die Bavertis GmbH ihre Technologie schon verbaut. Im März 2023 soll die Seed-Finanzierungsrunde abgeschlossen werden.
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Interessanter und innovativer Ansatz, es sollte unbedingt daran weitergeforscht und entwickelt werden.
hört sich faszinierend an... diese Technik bietet enorme Flexibilität, Sicherheit und Haltbarkeit, wenn sie jede einzelne Zelle ansteuern kann. Vor allem interessant bei der Bidirektionalität, bei der optimierten Ladung oder wenn es um second life geht. Egal was für eine Zelle ins System kommt, sie wird vollautomatisch balanciert und entsprechend ihren Eigenschaften optimal betrieben... so habe ich es jedenfalls verstanden. Die wichtige Frage ist allerdings, ob der Aufwand sich rechtfertigt... im Neuzustand ist sowieso recht lange alles tutti. Potenziell ne richtig gute Sache, aber wahrscheinlich wie immer eine Frage des Preises bzw. der Skalierung... oder auch der praktischen Möglichkeiten. Ich glaube da ist mehr möglich, als man so spontan denkt... will see.
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Das ist eine sehr interesante Art der Steuerung ich hab das schonmal bei Polis gesehen. Gerade für die Umrüstung von bestands PKW vorallem Oldtimer die mit einer umrüstung im Prinzip ein Heimspeicher mit Fahrspasfaktor werden und überwiegend in Garage stehen. Da halte ich das Bidirektionale Laden für sehr sinnvoll. Gerade weil man hier nur halbwegs vernünftige Elektronik aus China bekommt. Ein Made in Germany System das als Bidirektionaler Heimspeicher funktioniert wäre sicher für viele die erstere Wahl statt einer primitiven China Steuerung mit der man nur das Auto fahren kann und sonst nix. Wer hat schon ein 20-40KWh Heimspeicher für die Solaranlage rumstehen mit dem man am Wochenende mal ne runde drehen kann? Auch steht bei den Fahrzeugen viel die möglichkeit des Heimwerkens und dran rum schrauben im Vordergrund. Die damit verbundene Hochspannungsumbauten sind aber nicht so ganz ohne, auch wenn viele auf 96V gehen, dadurch aber Leistungseinbusen haben. Da würde das System auch wieder Sinn machen.
Die Animation zeigt das notwendige Verhalten von Zelle zum Motor (Normal Wechselrichter). Die Idee ist sehr gut und passt unbedingt nun zu den neuen Zellen von CALT . Bzw., zu der Zukunft aller Zellen, außer den Rundzellen ( Ob diese noch größer werden können?) Die in ihrer Größe anwachsen werden. Deshalb ist der Bauraum wohl kein Problem. Den aller größten Vorteil sehe ich für die OEM. Sie können fast jede Akkustärke anbieten, die sie wollen. Der Modulare Aufbau von Zelle + der passenden Elektronik spart unglaublich viel Zeit , Hirn und Geld. Das strukturelle einfache Bauteile in Massenproduktion es bringen, ist ja nicht neu. Bei der Innovation auf die Software zu sehen, ist deutlich effizienter. Ich prüfe das kurz und werde dann ggf. einsteigen.
Interessant finde ich, dass die Zellchemie der einzelnen Akkuzellen individuell-unterschiedlich sein kann. Man könnte diese Technologie (insbesondere) also auch im _Second Life_ der Zellen anwenden; wobei man sich eine Batterie aus Akkuzellen neu zusammenwürfeln könnte, die alle bereits eine individuelle Vita haben, weil sie aus E-Autos ganz verschiedener Hersteller stammen (können).
vgl. auch Heimdalytics Kiel!
Das nenne ich mal innovativ, hoffentlich geht die Entwicklung weiter. Ich sehe hier auch ein grosses Potenzial bei Heimspeichern in der Photovoltaik, das würde viel an Wandlungsverlusten vermeiden.
Technisch auf jeden Fall sehr interessant. Mir stellen sich aber schon auch ein paar kritische Fragen:
- Durch die vielen in Reihe geschalteten Halbleiter addiert sich ja deren RDSon. Führt dies nicht zu einer nennenswert erhöhten Verlustleistung? Letztendlich sind vermutlich eher die Schaltverluste ausschlaggebend, aber 100x RDSon in Reihe sind sicher auch nicht zu vernachlässigen?
- Führt die stark erhöhte Komplexität nicht automatisch zu einer erhöhten Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems?
- Rechtfertigen die zu erwartenden Vorteile den Aufwand, der hier betrieben werden muss? Für Forschungszwecke ist so eine Batterie natürlich ein Leckerbissen, aber werden wir die Technik WIRKLICH irgendwann in Serienfahrzeugen sehen und wenn ja, wann ist damit zu rechnen?
Aber ist schon attraktiv, ein Ladegerät für jede einzelne Zelle. Am besten wäre natürlich in die Zelle integriert. Also 800V oder mehr direkt angelegt und die Zellen organisieren sich selbst... Aber ich glaube auch nicht dass sich das auszahlt.
Wenn man Zellen wie die 2170 so verschalten möchte, wird es eventuell nicht klappen können.. Aber denke mal an die neuen Zellen von CALT. So könnten sie auch bei 400 V Systemen bleiben, was ich ohnehin intelligenter finde (400 V ist Standard, es gibt alle Bauteile extrem billig.) Ansonsten gilt: (Zitat)
"Im voll durchgeschalteten Zustand ist der Feldeffekttransistor niederohmig, es werden inzwischen Werte unter 1 mΩ erreicht. Vereinfacht gesagt kann aus dem RDS(on) auf die minimal erreichbaren Schaltverluste des Transistors geschlossen werden. Der RDS(on) wird daher auch in Datenblättern und Katalogen als Kenngröße explizit mit angegeben."
@@T.Stolpe Der Kostenunterschied zwischen 400 und 800V ist nicht riesig. Teuer wird es, wenn man Silizium-Karbid-Halbleiter einsetzt, was aber eh wünschenswert ist wegen geringerer Verluste und höherer Temperaturfestigkeit. Das Thema Schaltverluste ist komplizierter, deshalb ist auch RDSon nur einer von vielen Parametern, die im Datenblatt stehen.
Die Gesamtverluste bleiben gleich. Das Verhältnis verschiebt sich jedoch von Schaltverlusten zu Durchlassverlusten. Dadurch das nur noch mit der 4fachen Grundharmonischen geschalten wird gibt es quasi keine Schalterverluste mehr (50 Hz bedeutet eine Schaltfrequenz von 200 Hz). Dem kann sehr gut entgegengewirkt werden, indem man neue MOSFETs entwickelt. Die kann man in beide Richtungen optimieren, einmal in Schaltverluste und einmal in Durchlassverluste. Die Schalter die wir verwenden können mit 1,2MHz geschaltet werden und kommen aus dem Bitcoinfarming.
Die Fehleranfälligkeit sinkt, da es jetzt mehr Möglichkeiten gibt die Fehler auszugleichen. Ist alles eine Frage des Systemdesigns, ein Ausfall von einem Schalter (MOSFET) führt nicht zu einem Systemausfall, genauso wie bei den Batterien.
Bitte die nächste Frage :)
@@T.Stolpe geht bei 21700 genauso. Man verschaltet dabei parallelverbünde von Zellen miteinander, aber immer 4V. Die ersten Prototypen waren mit 18650.
Grundsätzlich gute Idee, das Cell-Ballancing parallel wird da spannend und auch die Schutzfunktion vor Kurzschluss einer Zelle durch die zahlreichen Transistoren (FIT-Rate). Aber wenn man das im Griff hat, wäre es eine Innovation. Warum man aber damit wirbt, das herkömmliche System hätte nur 8 Jahre Lebenszeit - das wäre ein Horrorszenario. 8 Jahre Garantie ist üblich und die Lebensdauer sollte 15...20 Jahre sein. Mein Tipp an die Bavertis: Nehmt euch früh erfahrene automotive Serienentwickler mit ins Boot - kein noch so tolles System hat eine Chance, wenn die Themen Robustheit, Fehlertoleranz, Fail-Safe und elektrische Sicherheit nicht klare Antworten haben. Dazu kommt noch die Reparierbarkeit.
👍😏👍