Möglichkeiten zur Doppelnutzung von Fahrzeugbatterien für die Netzunterstützung

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Möglichkeiten zur Doppelnutzung von Fahrzeugbatterien für die Netzunterstützung"

Gitta Bruhn
vor 8 Jahren
Abrufe

1 Möglichkeiten zur Doppelnutzung von Fahrzeugbatterien für die Netzunterstützung Julia Kowal Elektrische Energiespeichertechnik, TU Berlin BMWi Vernetzungskonferenz Elektromobilität 19./

2 Konzept Doppelnutzung von Batterien in Fahrzeugen Standard -Elektroauto: Aufladen über Ladegerät am Netz Entladen während der Fahrt by Michael Movchin derivative work: Mueller felix Doppelnutzung: Die meisten Autos werden weniger als vier Stunden am Tag genutzt Bei Netzanschluss Möglichkeit der Nutzung für Netzregelaufgaben Unidirektionales Ladegerät: Regelung durch An- und Abschalten Bidirektionales Ladegerät: Auch Entladung möglich unidirektional = ~ bidirektional Seite 2

vier Stunden am Tag genutzt Bei Netzanschluss Möglichkeit der Nutzung für Netzregelaufgaben Unidirektionales Ladegerät:

3 Was bedeutet das für die Batterie? Doppelnutzung = Vergrößerung der Zyklenzahl Ist das schlimm? Prinzipiell ist die Zyklenzahl begrenzt Aber: Batteriealterung besteht aus zwei Teilen: 1. Alterung durch Lagerung ca Jahre 2. Zyklenalterung ca Zyklen Annahme: Elektroauto mit 200 km Reichweite fährt im Jahr km In 10 Jahren km Macht 750 Vollzyklen Alleine mit Fahren erreichen viele Batterien nicht so viele Zyklen Seite 3

Alterung durch Lagerung ca. 5-10 Jahre 2. Zyklenalterung ca.

4 Schaden Mikrozyklen? Netzregelaufgaben machen nur Sinn bei mittleren Ladezuständen Möglichkeit zum Laden und Entladen Doppelnutzung führt zu überlagerten Mikrozyklen Seite 4

5 Zyklenalterung in Abhängigkeit von Zyklentiefe Teilzyklen schädigen Lithium-Ionen-Batterien weniger als Vollzyklen Beschreibung über 10 6 Wöhler-Kurve Zyklen Äquivalente Vollzyklen Zyklenzahl SOC [%] Seite 5 Graphik: ISEA, RWTH Aachen

Beschreibung über 10 6 Wöhler-Kurve Zyklen Äquivalente Vollzyklen

6 Schaden Mikrozyklen? Netzregelaufgaben machen nur Sinn bei mittleren Ladezuständen Möglichkeit zum Laden und Entladen Doppelnutzung führt zu überlagerten Mikrozyklen Kleine Zyklen schaden nicht! Schaden überlagerte Zyklen? Zyklenzahl Zyklen Äquivalente Vollzyklen SOC [%] Seite 6

Laden und Entladen Doppelnutzung führt zu überlagerten Mikrozyklen Kleine

7 Alterungstests an Lithium-Ionen-Batterien SOC [%] Daten: RWTH Aachen, ISEA Seite 7

8 Alterungstests an Lithium-Ionen-Batterien - Ergebnis 1,05 1 relative Capacity 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 10% um 85% SOC 10% um 35% SOC 30-90% Überlagerung Equivalent Full Cycles [#] Daten: RWTH Aachen, ISEA Seite 8

35% SOC 30-90% Überlagerung 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

9 Alterungstests an Lithium-Ionen-Batterien Was lernen wir daraus? Die Alterung hängt ab von mittlerem Ladezustand und Zyklentiefe Absenken des mittleren Ladezustands in Fahrzeugbatterien für Doppelnutzung kann vorteilhaft sein Überlagerung von kleineren Zyklen reduziert die Lebensdauer kaum (bei dieser Batterie) Doppelnutzung hat kaum Einfluss auf die Lebensdauer und kann sogar positiv sein! Seite 9

in Fahrzeugbatterien für Doppelnutzung kann vorteilhaft sein Überlagerung von kleineren Zyklen

10 Lebensdauer bei Doppelnutzung - Simulation Unidirektional Bidirektional Ladeverfahren Unkontrolliert SOCoptimiert Strompreis SOCoptimiert Strompreis Lebensdauer 5,8 Jahre 8,0 Jahre 7,2 Jahre 9,2 Jahre 8,7 Jahre B. Lunz et al., Energy Policy 46 (2012), Mit geeigneten Ladealgorithmen kann die Lebensdauer der Batterien erheblich erhöht werden im Vergleich zu dem unkontrollierten Aufladen sobald die Möglichkeit vorhanden ist. Seite 10

Ähnliche Dokumente

Jetzt. Bonus sichern! Watt macht Fahrspaß. Das Förderprogramm für Elektromobilität

Jetzt. Bonus sichern! Watt macht Fahrspaß. Das Förderprogramm für Elektromobilität Jetzt Bonus sichern! Watt macht Fahrspaß Das Förderprogramm für Elektromobilität 2 Förderprogramm für Elektromobilität 2013 3 Watt hat Zukunft Elektrofahrzeuge sind nicht nur leise, sondern auch besonders