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31.05.2018 – 10:05

LION E-Mobility AG

DGAP-News: LION E-Mobility AG: Batteriekonzept Light Battery - Modular, sicher, kabellos


DGAP-News: LION E-Mobility AG / Schlagwort(e): Zwischenbericht/Produkteinführung
LION E-Mobility AG: Batteriekonzept Light Battery - Modular, sicher, kabellos

31.05.2018 / 10:02
Für den Inhalt der Mitteilung ist der Emittent verantwortlich.

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Batteriekonzept Light Battery - Modular, sicher, kabellos

Ein leistungsstarker, zuverlässiger und sicherer Energiespeicher kann das
Vertrauen in Elektrofahrzeuge stärken. Um die Einschränkungen bisheriger
Batteriesysteme zu überwinden, entwickelt LION Smart ein eigenes
Batteriekonzept. Ohne innere Verkabelung und mit einem ausgeklügelten
Sicherheitskonzept will die Neuentwicklung die Messlatte höher legen.

Aktuelle Diskussionen zu Fahrverboten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor geben
der Entwicklung neuer Elektrofahrzeuge Vortrieb. Ein Hinderungsgrund für
potenzielle Fahrzeugkäufer ist jedoch die häufig zu geringe Reichweite. Hinzu
kommen Vorbehalte gegenüber Zuverlässigkeit und Sicherheit. Deshalb reagieren
viele Interessenten eher zurückhaltend, wenn es um elektrisches Fahren geht.
Zwar unterliegen konventionell angetriebene Fahrzeuge nicht weniger
sicherheitskritischen Aspekten als elektrische, allerdings sind Bedenken
gegenüber neuen Technologien ernst zu nehmen, aber sie lassen sich mit
effektiven Konzepten entkräften.

Mit der Light Battery Einschränkungen überwinden

Die LION Smart GmbH stellt sich diesen Schlüsselfragen und entwickelt ein
eigenes Batteriekonzept, welches genau diese Vorbehalte adressiert. Als
Konzeptstudie dient ein umgebauter BMW i3s, dessen Reichweite sich mit etwa 700
km im Vergleich zum Original mehr als verdoppelt. Durch langjährige Erfahrung
mit verschiedensten Projekten aus dem Prototyping wurde deutlich, dass nahezu
jedes Batteriekonzept verschiedenen Restriktionen unterliegt. Angefangen bei
unvorteilhaften geometrischen Maßen bis hin zu einem hohen manuellen
Assemblierungsaufwand. Mit dem Ziel diese und weitere Fragestellungen mit
innovativen Konzepten zu lösen, entstand die Entwicklung der modular aufgebauten
Light Battery.
 

Technische und Ökonomische Herausforderungen

Die Optimierungsmöglichkeiten in der Batterieentwicklung sind vielfältig. In
Bezug auf technische Aspekte sind vor allem hohe Energiedichten, ein robustes
Sicherheitskonzept und eine lange Lebensdauer der Batterie zu nennen. Im Fokus
stehen dabei auch ökonomische Kriterien wie etwa Material- und
Assemblierungskosten. Das Light-Battery-Konzept wartet mit vielen technischen
Lösungen auf und minimiert zudem die Herstellungskosten. Insbesondere erreicht
die modulare Bauweise der Batterie in Kombination mit einer hohen
Funktionsintegration der verwendeten Bauteile eine sehr große Energiedichte. Der
kabellose innere Aufbau der Batterie ermöglicht insgesamt eine kosteneffektive
und nahezu vollständig automatisierte Produktion.
 

Flexible und Modulare Auslegung

Die kleinste Moduleinheit des Batteriepacks ist die Superzelle. Sie besteht aus
einem Gehäuse, in dem zylindrische Zellen in hexagonaler Packung angeordnet und
parallel verschaltet sind. Die Superzelle ist an verschiedene Zellformate wie
18650, 21700 oder ähnliche anpassbar und bietet durch den skalierbaren
Parallelisierungsgrad die Möglichkeit, auf unterschiedlichste
Kundenanforderungen flexibel zu reagieren. Nach einem Baukastenprinzip
zusammengesteckt bilden mehrere Superzellen ein Modul. Daraus lassen sich sowohl
Batterien für Unterbodenanwendungen als auch für komplexe Bauräume aufbauen.
Jede Superzelle ist mit einer Messkarte bestückt, welche die Spannung und die
Temperatur überwacht.

Die Messkarte wird mit den Batteriepolen der Superzelle kontaktiert und dadurch
mit Spannung versorgt. Die aufwendige Sensorverkabelung entfällt somit komplett.
Die von LION Smart entwickelten Lirs-Messkarten (Lion Infrared Slave) sind im
Master-Slave-Verbund kaskadierbar und erledigen die drahtlose Datenübertragung
per Infrarotschnittstelle. Das Lirs kommuniziert auf demselben Weg bidirektional
mit dem LCM-Master (Lion Control Module).
 

Optische Datenübertragung

Eine Infrarotschnittstelle leistet Datenraten bis zu mehreren GBit/s und macht
eine hochauflösende Systemüberwachung mit schnellen Abtastraten realisierbar. Da
keine Kabel zum Einsatz kommen, ist die Datenübertragung unempfindlich gegenüber
elektromagnetischer Strahlung und robust gegenüber mechanischen Belastungen.
Weil auch eine Sensorverkabelung entfällt, sind Kurzschlüsse über fehlerhafte
Sensorleitungen ausgeschlossen und das LCM wie auch die einzelnen Lirs sicher
galvanisch voneinander getrennt. Die modulare, optische Datenübertragung lässt
sich sehr flexibel gestalten und Arbeitsschritte wie Kabelkonfektionierung, das
Anbringen von Kabelschächten und Clipsen oder aufwendige Fügeprozesse
(Ultraschallschweißen, Löten, Crimpen, Schrauben) entfallen komplett. Die Light
Battery setzt somit neue Maßstäbe in punkto automatisierbarer
Fertigungsprozesse. Als verteiltes System integriert sich das BMS bauraumneutral
ins Batteriesystem, denn bis auf das LCM ist es bereits Bestandteil jeder
Superzelle.
 

Wohltemperiert und abgesichert

Das High-Tech-Fluid Novec von 3M dient als Kühl- und Heizmedium im
Thermomanagement der Light Battery. Es handelt sich hierbei um eine
dielektrische Flüssigkeit, welche bereits in einigen Hochleistungsanwendungen
und zur Temperierung von Servern zum Einsatz kommt. Da die Betriebstemperatur
innerhalb eines Batteriesystems einen erheblichen Einfluss auf die Alterung und
die Leistungsabgabe der einzelnen Zellen hat, gilt es, diese effektiv und
homogen zu temperieren. Für eine Regulierung der Zellen auf ihre optimale
Betriebstemperatur umspült sie das Kühlmedium in der Light Battery direkt. Die
sehr große Oberfläche der Rundzelle und die direkte thermische Kopplung zur
Kühlflüssigkeit sorgen für einen hohen Wärmeübergang. Der symmetrische
Kühlmittelfluss sorgt für einen homogenen Volumenstrom des Fluids und erreicht
damit eine homogene Temperierung aller Zellen. Dabei dient das Kühlmedium nicht
nur zur Kühlung, sondern ist auch integraler Bestandteil des
Sicherheitskonzeptes der Batterie.
 

Ausfall von Einzelzellen tolerieren

Die Qualität eines Batteriesystems, genauer dessen Kapazität und nutzbare
Energie, definiert sich durch die Qualität der schlechtesten Einzelzelle. Fällt
die Wahl bei der Systemarchitektur auf großformatige Zellen, sodass keine oder
nur eine geringe Anzahl an parallel geschalteten Zellen zum Einsatz kommt, ist
die Qualität der Einzelzelle immens wichtig. Sollte sich nur eine einzige
schlechte Zelle im System befinden, limitiert eben diese die Leistung des
Gesamtsystems. Folglich ist in einer Batterie eine maximale Homogenität der
Reihenglieder erstrebenswert. Die Light Battery erreicht das durch Verwendung
vieler parallel geschalteter Rundzellen.

Sollte in einer Superzelle eine Einzelzelle im Laufe ihres Lebens einen inneren
Defekt aufweisen, etwa einen Kurzschluss verursachen, sorgt eine
Schmelzsicherung für die elektrische Passivierung der betroffenen Zelle. Diese
Sicherung ist in die Zellkontaktierung integriert und für jede Zelle in
doppelter Ausführung vorgesehen. Nach der Aussicherung ist die Zelle folglich
kein aktiver Teil des Batteriesystems mehr, sodass das restliche System
weiterhin voll einsatzbereit bleibt.
 

Zellenbrände wirksam verhindern

Die redundanten Einzelzellaussicherungen der Light Battery erzielen bereits eine
sehr hohe Systemsicherheit. Sollte es dennoch zu einem Thermal Runaway
(thermisches Durchgehen einer Zelle) kommen, wird die Kühlleistung über einen
alternativen Kühlmittelpfad auf die betroffene Zelle konzentriert, um die
Reaktion möglichst effektiv abzukühlen und einzudämmen. Der Phasenwechsel des
Kühlmediums von flüssig zu gasförmig entzieht der brennenden Zelle besonders
viel Energie, was die Entzündung umliegender Zellen (Propagation) unterbindet.
Im Falle des Phasenwechsels kann das freiwerdende Volumen über ein Ventil
entweichen.
 

Energiedichte durch Funktionsintegration

Allein das Thermomanagement der Light Battery macht die durchgängige hohe
Funktionsintegration deutlich. So erfüllt die Kühlflüssigkeit bereits drei
verschiedene Funktionen: die Zelltemperierung, das Löschen und die
Datenübertragung. Ein weiteres Beispiel ist die Kontaktierungsplatte der
Rundzellen. Diese verschaltet die Zellen in einem Parallelverbund, beinhaltet
die Aussicherungselemente für den Fall eines Kurzschlusses, ersetzt die
Sensorverkabelung und stellt die Stromversorgung der Lirs sicher. Durch die
integrale Bauweise und die hohe Funktionsintegration der einzelnen Bauteile
ermöglicht sie auch eine optimale Ausnutzung des Bauraums. Die
Batteriekonstruktion mit deutlich weniger Bauteilen macht Fertigungsprozesse
sehr viel effizienter und erlaubt einen hohen Grad der Automatisierung. Zudem
lassen sich Material und Produktionskosten zielführend senken.

Große Reichweiten, hohe Sicherheit, niedrige Kosten, lange Lebensdauer und
starke Performance verhelfen der Elektromobilität perspektivisch zu noch mehr
Akzeptanz. Die erste Umsetzung des Batteriekonzepts Light Battery wird dies mit
einer Kapazität von 94 kWh - das entspricht in etwa einer Reichweite von 700 km
- im unveränderten Bauraum eines BMW i3 unter Beweis stellen.

Den Artikel inklusive zugehöriger Bilder finden Sie unter:

https://www.all-electronics.de/batteriekonzept-light-battery/

Dieser Beitrag ist in der emobility tec, dem technischen und technologischen
Fachmedium für Hybridfahrzeuge und Elektromobilität, erschienen.

 

Über die LION E-Mobility AG:
Die LION E-Mobility AG (WKN: A1JG3H, Ticker: LMI, Reuters: LMIG.MU) ist eine
Schweizer Holding mit strategischen Investments im E-Mobility Sektor,
insbesondere im Bereich elektrische Energiespeicher und Batteriesystemtechnik.
Das Unternehmen besitzt 100% der deutschen LION Smart GmbH, einem Entwickler von
Batteriepacks und Batterie-Management-Systemen. Die LION Smart GmbH hält zudem
einen 30% Anteil an der TÜV SÜD Battery Testing GmbH, einem dynamisch wachsendem
Joint Venture mit der TÜV SÜD AG. Zudem besitzt das Unternehmen Beteiligungen an
den Unternehmen Inboard Technologies Inc., Park Here GmbH sowie eliso GmbH. Der
Verwaltungsrat der LION E-Mobility AG besteht aus dem Präsidenten Herr Daniel
Quinger, Herr Tobias Mayer, Herr Hany Magour, Frau Dr. Isolde Semm, Herr Martin
Specht und Herr Michael Geppert. Das Management der LION Smart GmbH besteht aus
Herrn Tobias Mayer und Herrn Walter Wimmer. Geschäftsführer der TÜV SÜD Battery
Testing GmbH ist Herr Christian Theeck. Für weitere Informationen zur LION
E-Mobility AG besuchen Sie bitte unsere Homepage unter: www.lionemobility.de
 

Über die LION Smart GmbH:
LION Smart ist ein innovativer Entwicklungsdienstleister für Original Equipment
Manufacturer (OEM) und Zulieferbetriebe der Automobilindustrie sowie andere
Industriezweige. Das Unternehmen betreibt Prüfstände und Prüflabors für
elektrische Speicher zusammen mit der TÜV SÜD AG (TÜV SÜD Battery Testing GmbH).
Als qualitativ hochwertiger Ingenieursdienstleister bietet LION Smart auch
Beratung in der Lithium-Ionen Speichertechnologie an und unterhält ein eigenes
Forschungs- und Entwicklungsprogramm in diesem Bereich. Das Unternehmen
unterstützt seine Kunden bei der Beherrschung dieser Technologie und der
Applikation auf das jeweilige Fahrzeugkonzept und arbeitet eng mit
Forschungseinrichtungen und Universitäten zusammen.
 

Disclaimer:
Aussagen, die Prognosen, Erwartungen, Ansichten, Pläne, Ziele sowie Annahmen
bezüglich zukünftiger Ereignisse oder Leistungen zum Ausdruck bringen oder
beinhalten, gelten nicht als historische Tatsachen und sind daher möglicherweise
zukunftsgerichtete Aussagen. Zukunftsgerichtete Aussagen basieren auf den
Erwartungen, Schätzungen und Plänen zu jenem Zeitpunkt, an dem die Aussagen
getätigt wurden, und beinhalten daher eine Reihe von Risiken und Ungewissheiten,
die dazu führen könnten, dass sich tatsächliche Ergebnisse oder Ereignisse
erheblich von jenen unterscheiden, die derzeit erwartet werden. Die LION
E-Mobility AG ist nicht verpflichtet, die zukunftsgerichteten Aussagen in dieser
Pressemitteilung zu aktualisieren.
 
Investor Relations Kontakt:
Herr Walter Wimmer
Email: ir@lionemobility.de
http://www.lionemobility.de
 
LION E-Mobility AG
Lindenstrasse 16
6340 Baar
Schweiz
 

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31.05.2018  Veröffentlichung einer Corporate News/Finanznachricht, übermittelt
durch DGAP - ein Service der EQS Group AG.
Für den Inhalt der Mitteilung ist der Emittent / Herausgeber verantwortlich.

Die DGAP Distributionsservices umfassen gesetzliche Meldepflichten, Corporate
News/Finanznachrichten und Pressemitteilungen.
Medienarchiv unter http://www.dgap.de
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Sprache:     Deutsch

Unternehmen: LION E-Mobility AG

             Lindenstraße 16

             6340 Baar

             Schweiz

Telefon:     +41 (0)41 500 54 11

Fax:         +41 (0)41 500 54 12

E-Mail:   info@lionemobility.de

Internet: www.lionemobility.com

ISIN:        CH0132594711, CH0132594711

WKN:         A1JG3H  , A1JG3H

Börsen:      Freiverkehr in Frankfurt, Hamburg, München (m:access)



 

Ende der Mitteilung DGAP News-Service

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