Stadsbussen zijn een economisch zinvol toepassingsgebied voor elektrische aandrijving met batterijen. De voertuigen kenmerken zich door vaak optrekken en afremmen en veel lokaal verkeer. Het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) heeft in het kader van zijn Competence E project een modulair concept ontwikkeld voor deze toepassing. Centrale modules zijn een krachtige elektromotor, een hoogspanningsnet, een batterij management systeem en een nieuw concept voor modulaire batterijsystemen met lithium-ion cellen.
Een demonstratiemodel toont het potentieel van de onderzoeksresultaten en de experimentele analyse van het samenspel van de aparte componenten bij gesimuleerde bedrijfsomstandigheden. Het demonstratiemodel levert een belangrijke bijdrage voor de doorontwikkeling van de elektrische mobiliteit.
Componenten
Het batterijsysteem bestaat uit platte modulen, die door hun afmetingen en elektrische kenmerken een batterijopbouw op elke schaal mogelijk maken. Hierdoor zou gebruik gemaakt kunnen worden van verschillende ruimtes in het voertuig voor de inbouw van noodzakelijke energieopslag. Het batterijmanagement systeem en de besturing van het aandrijfsysteem houden tijdens het rijden rekening met de beschikbare capaciteit.
Het aandrijfconcept toont aan, dat de energie efficiëntie van een elektrische bus alleen al door de juiste keuze van componenten kan worden verhoogd. Een belangrijke rol speelt ook de proactieve bedrijfs- en recuperatiestrategie, waarbij remenergie kan worden omgezet in elektrische energie.
De aandrijving bestaat uit een langzaamlopende centrale motor, die een hoog aandrijfkoppel voor het voertuig levert. De motor is rechtstreeks gekoppeld aan het differentieel in de achteras. Door de keuze voor deze motor kon een tandwielkast kan vervallen, wat resulteert in een hoger rendement voor de overbrenging van het draaimoment.
Competence E
Het project Competence E combineert alle aspecten van onderzoek vanaf het materiaal voor batterijen tot aan de elektrische aandrijving. Met een open technologieplatform voor elektrische voertuigaandrijving op batterijen en stationaire energie opslagsystemen richt de systematische werkwijze zich op industrieel toepasbare oplossingen en productieprocessen. Door integratie in de complete keten is het doel om in 2018 batterijsystemen te produceren met een energiedichtheid van 250 Wh/kg bij een kostenplaatje van € 250/kWh.
Hiermee wordt een belangrijke stap gezet in de richting van energieomzetting en klimaatbescherming. Meer opslagcapaciteit voor stationaire batterijen kan fluctuaties in de opwekking van duurzame energie opvangen en kan door een grotere actieradius van elektrische voertuigen de acceptatie vergroten.