Elektromobilität und Batterien

Für unsere Industriekunden betreiben wir zusammen mit der ETH, der BFH und der EMPA Forschung und Entwicklung im Bereich der Elektromobilität und der dazugehörenden Batterien. Das Wissen wird den Studierenden im Rahmen von Projekten wie Abschlussarbeiten oder in den Fokusprojekten Suncar der ETH vermittelt.

Im Rahmen des Kompetenznetzwerkes SCCER Mobility erhöhen wir mit Hilfe des Thermomanagements von Batterien deren Lebensdauer. Anhand eines vorgegebenen Lastprofils wird die Kühlung der Batterie definiert. Unter Berücksichtigung der dynamischen Belastungen und der elektrischen Sicherheit werden die Batterien für den Einsatz in der Mobilität entwickelt und aufgebaut.

Beim Aufbau von Fahrzeugen mit Elektroantrieben wurden geräuscharme Getriebe entwickelt und der Energieverbrauch der Heizung und Klimaanlage durch den Einsatz einer bidirektionalen Wärmepumpe reduziert. Die Fahrdynamik wird simuliert und mit Hilfe von unabhängig elektrisch angetriebenen Räder und Torque Vectoring die Fahrzeugstabilität und die Zuverlässigkeit von Steer by Wire erhöht. Neben der Anwendung von Elektroantrieben im Auto werden diese zukünftig in vielen Nischenanwendungen eingesetzt. Der 16t Solarbagger ist ein typisches Beispiel dafür. Mit seiner Batterie arbeitet er 8 Stunden autonom und reduziert den CO2 Ausstoss um 40t/Jahr.

Mit der Elektrifizierung des 120t schweren eDumpers wurden drei Weltrekorde aufgestellt. Zum einen ist er das grösste und stärkste batteriebetriebene Elektro-Radfahrzeug der Welt, zum andern kommt die grösste je für ein Elektrofahrzeug hergestellte Batterie zum Einsatz und zum dritten war noch nie ein vergleichbares Fahrzeug in der Lage, am Arbeitsort eine so große Menge CO2 einzusparen.

Unsere Batterieprüfstände

Für mobile und stationäre Anwendungen werden Batterien entworfen und das Verhalten von Batteriezellen untersucht. Schwerpunkt ist insbesondere das Thermomanagement, welches u.a. trotz vielen Schnellladungen eine lange Batterie-Lebensdauer ermöglicht.

Imagevideo Kompetenzzentrum e-Mobilität und Batterieforschung

Projekte

Im Kompetenzfeld Elektromobilität und Batterien haben wir unsere Zuverlässigkeit und unser Können in etlichen Projekten unter Beweis gestellt.  

Allgemeines Projekt

E-Traktor

Die Firma Rigitrac hat zusammen mit der Hochschule NTB einen eTraktor aufgebaut. Er fährt mit einer 80kWh Batterie rein elektrisch.

Forschungsprojekt

E-Dumper – weltweit grösstes Elektrofahrzeug

In einem Steinbruch der Zementindustrie ging der weltweit grösste E-Muldenkipper als Nullenergie Fahrzeug in Betrieb. Das batteriebetriebene Elektrofahrzeug bricht gleich drei Weltrekorde.

Allgemeines Projekt

BMW X5 mit Steer by Wire

Das Projekt SUNCAR Steer by Wire beschäftigt sich mit der Umrüstung eines BMW X5 auf Elektro-Einzelradantrieb mit Torque Vectoring. Insbesonere soll eine Steer-by-Wire Steuerung implementiert werden. Das Torque Vectoring soll als fehlertolerante Rückfallebene für die Steer by Wire Steuerung dienen. Mit Steer by Wire wird…

Allgemeines Projekt

Torque-Vectoring für Kurvenfahrten bei Elektroautos - BRUSA

In dieser Bachelorarbeit wurde aufgezeigt, wie moderne elektrische Antriebstechnik ein verbessertes Fahrgefühl und eine erhöhte Leistung in der Kurvenfahrt ermöglicht. Dies wurde durch Antriebsmomentenverteilung, auch Torque-Vectoring genannt, für ein Elektrofahrzeug umgesetzt. Problemstellung Die maximale…

Allgemeines Projekt

Solarbagger

Ziel des Projektes SUNCAR Bagger 2013-2015 war es einen 15 Tonnen schweren Bagger Takeuchi TB1140 vollständig von Diesel- auf Elektroantrieb umzurüsten. Eine Batterie stellt während ca. 8 Stunden einen netzunabhängigen Betrieb sicher. Eine PV-Anlage stellt den Strom für die 180 kWh Batterie des Solarbaggers bereit. Der…

Allgemeines Projekt

Batterie für den Solarbagger

Ziel des Projektes SUNCAR Bagger 2013-2015 war es einen 15 Tonnen schweren Bagger Takeuchi TB1140 vollständig von Diesel- auf Elektroantrieb umzurüsten. Eine Batterie stellt während ca. 8 Stunden einen netzunabhängigen Betrieb sicher. Der robuste Aufbau der Batterie und das Thermomanagement der prismatischen Zellen bildeten…

Allgemeines Projekt

Thermomanagement von Batterien

Li-Batterien altern einerseits durch Lagerung und andererseits im realen Einsatz. Unter anderen Parametern beeinflusst die Temperatur die Lebensdauer der Batterie. Ein Thermomanagement verlängert deshalb die Lebensdauer und trägt zu einem sicheren Betrieb der Batterie bei. Der Batterieprüfstand CTR (Cell Test Rig) dient…

Allgemeines Projekt

Mechanische Robustheit von Batterien

Wir gestalten Batteriemodule und Batterie passend zu den rauen Anforderungen im realen Einsatz. Dazu messen wir die Vibrationsbelastungen der realen Anwendung und legen ein Anforderungsprofil fest. Mit Hilfe der FEM und Mehrkörpersimulation (Simpack) werden die Batteriemodule und die Batterie ausgelegt. Mit einem Shaker…

Allgemeines Projekt

SUNCAR Family (Skoda Octavia) als Seriell-Hybrid mit Bioethanol betrieben

Das Projekt SUNCAR bringt die Sonne auf die Strasse und zeigt, dass Mobilität möglich ist, ohne dafür so wertvolle und endliche Rohstoffe wie Erdöl zu verbrennen. Ohne Einbussen in Fahrdynamik, Reichweite und Ladevolumen soll die CO2-Emission weniger als 12g/km betragen. Dabei wird Bioethanol als Treibstoff verwendet,…

Allgemeines Projekt

SUNCAR Sport (Lotus Evora) E-Antrieb mit Troque Vectoring und bidirektionaler Wärmepumpe

Das Fokusprojekt SUNCAR der ETH Zürich vereinigt die Faszinationen Technik, Bildung und Umweltschutz miteinander. Innerhalb zweier Semester wurde ein Fahrzeug erschaffen, welches seiner Zeit voraus war und uns zeigt, welche Produkteinnovationen mit heutiger Technik in kurzer Zeit entwickelt werden können. Der SUNCAR Sport…

Allgemeines Projekt

Wassergekühlte Batterie

Bei hoch belasteten Batterien wird eine gute und möglichst homogene Kühlung der Batteriezellen gefordert. Mit speziellen Profilen wurde eine direkte Wasserkühlung auf Pouch Zellen (Coffee Bag Zellen) realisiert. Damit können Temperaturunterschiede unter 5 Grad eingehalten werden. Die Module sind stehend oder liegend…

Allgemeines Projekt

Luft-Wassergekühlte Batterie

Für den Roadster Spyder wurde eine 16 kWh Batterie aus Pouch Zellen (Coffee Bag Zellen) aufgebaut. Jede der 108 Zellen wird mit einem Luftstrom gekühlt. Über einen Luft-Wasser Wärmetauscher wird die Wärme an die Umgebung abgegeben.