Batterie für Elektro- und Hybridfahrzeuge mit intelligentem Thermomanagement - BRUSA

Bei Projektbeginn verfügte die Firma BRUSA Elektronik AG bereits über 30'000 km Erfahrung mit der bestehenden Batterie aus der Bachelorarbeit. Ebenfalls wurde diese Batterie bereits vervielfältigt und in verschiedenste Prototypen von Kundenfahrzeugen verbaut.

Problemstellung

Die Erfahrungen zeigen, dass die bestehende Batterie die gewünschten Funktionen sehr gut erfüllt, jedoch Verbesserungspotenzial im thermischen und mechanischen Bereich aufweist. Die Form der bestehenden Batterie ist ungeeignet, da man diese nur im Kofferraum einbauen kann. Die vom Kunden gewünschte Batterie soll im Mitteltunnel des Fahrzeuges Platz finden. Die Batterie wurde im Bereich Thermomanagement, Vibrations- und Shock Festigkeit, Crashfähigkeit, Aktive- und Passive- Sicherheit, Montagefreundlichkeit, Wasserfestigkeit und Kosten überarbeitet.

Konzept

Die verschiedenen Baugruppen der Batterie wurden durch Versuche (Shaker, Laservibrometer, High- Speed- Kamera) analysiert um Verbesserungspotenziale aufzuzeigen. Aus den Erkenntnissen der Versuche konnte die Mechanik überarbeitet und durch Versuche auf die mechanische Belastbarkeit gemäss Automotive Vorschriften geprüft werden. Durch thermische Simulationen wurde die Kühlung der Batteriezellen verbessert und durch Versuche Validiert. Für diese Versuche wurde eigens ein elektrischer Prüfstand entwickelt mit dem bei 24 V mit 200 A entladen und mit 80 A geladen werden kann. Der mechanische Aufbau des Gehäuses wurde so konzipiert, dass die Batterie mit wenig konstruktiven Aufwand in fast jede gewünschte Form hergestellt werden kann. Die Standardausführung der neuen Batterie ist günstiger in der Beschaffung der einzelnen Teilkomponenten sowie bei der Montage. Mittels FEM- Analyse (Explizite Berechnung mit LS- Dyna) wurde die Batterie auf Crash- Sicherheit simuliert.

Anwendungen

Die Batterie kann in Prototypen und Kleinserien für jedes Fahrzeug eingesetzt werden. Die neue Form der Batterie lässt eine Vielzahl von packaging Möglichkeiten zu. Da die neue Form der Batterie gemäss Kundenwunsch angepasst werden kann, ist sie auch für Mittel- bis Grosserien im Mittelklasse- sowie Hybridfahrzeug Bereich geeignet.