Optimierung von Batteriesystemen

Wir entwerfen Batteriemanagementsysteme und entwickeln bestehende Systeme weiter. Dies ermöglicht ein effizientes und innovatives Design mit passender Software.

Batteriesystemtechnik

Im Thema Batteriesystemtechnik beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten

Entwicklung von Batterie­systemen

Batterie­management­systeme (BMS) und Zustandsbestimmung

PV-Heimspeicher und Gewerbespeicher

Formierung, Alterung und Modellierung

Elektrische Speicher sind in allen autonomen Stromversorgungssystemen mit kontinuierlichem Energiebedarf notwendig. Dies gilt für mobile Geräte (z.B. Mobiltelefon, Laptop), stationäre technische Geräte (z.B. Beleuchtung, Signalanlagen), für autarke Hausstromversorgungen (z. B. Solar Home-Systeme, Alpenhütten), Dorfstromversorgungen auf Basis erneuerbarer Energien und zunehmend auch für netzgekoppelte Anwendungen ( z.B. PV-Heimspeicher). Aufgrund ihres modularen Aufbaus und hohen energetischen Wirkungsgrades nehmen Batteriesysteme eine Schlüsselrolle bei der Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaik oder Windkraft ein. Ferner sind Batteriesysteme Schlüssel für die emissionsfreie und gleichzeitig effiziente Mobilität.

Das Fraunhofer ISE hat sich die Optimierung der Batteriesysteme entlang der Wertschöpfungskette von der Zelle zum Gesamtsystem zum Ziel gesetzt. Je nach Anwendung und Einsatzprofil sind die Anforderungen an Batteriesysteme enorm. Sie müssen sicher sein, extrem schwankenden Umgebungstemperaturen ausgesetzt werden können, sehr hohe kalendarische Lebensdauern und hohe Zyklenzahlen erreichen, schnellladefähig und kostengünstig sein.

Mit unserer Kombination aus umfassendem Fachwissen, langjähriger Erfahrung, innovativem Denken und einem hochwertigen Laborumfeld können wir unsere Kunden kompetent bei der Entwicklung konkurrenzfähiger Produkte unterstützen. Wir begleiten sie von der Technologieauswahl auf Zelllevel bis hin zur Entwicklung des fertigen Systems und dessen Integration in die Anwendung.

Zu diesem Thema aus unserem Forschungsblog »Innovation4E«:

Die »Wohlfühltemperatur« für E-Fahrzeuge – Mehr Reichweite für Elektroautos durch optimierte Batteriebetriebsführung

Blogbeitrag von Maximilian Bruch

Maximilian BruchWas ist die »Wohlfühltemperatur« von Elektroautos? Dieser Frage gehen die Mitarbeiter des europäischen Forschungsprojekts JOSPEL nach und arbeiten am Optimierungspotential von E-Autos. Das Projekt verfolgt den Ansatz durch effiziente und kostengünstige Klimatisierungslösungen speziell für batterieelektrische Fahrzeuge deren Energieeffizienz und Reichweite zu erhöhen. Experten des Fraunhofer ISE arbeiten mit Industriepartnern an einer optimierten Batteriebetriebsführung – durch optimale Temperierung soll die Lebensdauer des Batteriesystems gesteigert werden…

Weiterlesen auf blog.innovation4e.de

In Ergänzung zu unserer Forschung und Entwickung zum Thema Batteriesystemtechnik bieten wir unseren Kunden Prüf- und Zertifizierungsverfahren in unserem Zentrum für Energiespeichertechnologien und -systeme:

  • Lab Batteries
    • Testen und Charakterisieren
      Wir prüfen auf einer Fläche von 400 m² Batterien und Systeme auf der Basis von z. B. Blei, NiMH, Li-Ionen-Zellen sowie Hochtemperaturbatterien und Doppelschichtkondensatoren. Die Laborausstattung beinhaltet Batterietestsysteme und Impedanzspektrometer, mit denen nach Norm oder nach Kundenanforderung in der Klimakammer oder im Wasserbad getestet wird.
    • Alterungsuntersuchungen
      Für Alterungsuntersuchungen und Lebensdaueranalysen von Batterien und Batteriesystemen bieten wir mehrmonatige Langzeittests an. Dies beinhaltet sowohl die Untersuchung der Zyklenlebensdauer als auch die Analyse der kalendarischen Alterung. Dafür stehen ca. 180 Testkreise in verschiedenen Leistungsklassen von der Knopfzelle bis zum Großspeicher zur Verfügung.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

Net-PV

Solarbatteriesysteme-Dienstleister für das Stromnetz

 

ProTrak

Durchsatzoptimierte Formierverfahren: Produktionstechnik für die Herstellung von Lithium-Zellen

 

StaTrak

Weiter- und Fremdverwendung (Second Life) von Lithium-Ionen-Traktionsbatterien in mobilen und stationären Anwendungen

 

JOSPEL

Effizientes Passagier-Komfortsystem basierend auf dem Joule- und Peltier-Effekt

 

Rural-Li

Robuste Lithiumbatteriesysteme für den Einsatz in PV-Inselanlagen kleinerer Leistung

Stephan Lux

Contact Press / Media

Stephan Lux

Batteriesystemtechnik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5419

Waleri Milde

Contact Press / Media

Waleri Milde

Batterie­management­systeme (BMS) und Zustandsbestimmung

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5924

Bernhard Mademann

Contact Press / Media

Bernhard Mademann

PV-Heimspeicher und Gewerbespeicher

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5791

Adrian Heuer

Contact Press / Media

Adrian Heuer

Formierung, Alterung und Modellierung von Batteriesystemen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5220

Veranstaltungen zu diesem Thema

FVA Seminar Einführung in die Lithium-Ionen Batterietechnologie

Freiburg / 8.9.2020 - 9.9.2020

Veröffentlichungen

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2020The Use of Batteries in Storing Electricity
Vetter, M.; Lux, S.; Wüllner, J.
Book Article
201960 is the New 20: Challenges as a Result of Increasing EV Battery Capacities: Presentation held at International Battery Seminar 2019, Fort Lauderdale, USA, 27th of March 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Battery storage - One of the Key Enablers Towards 100% Renewables: Presentation held at 100% Renewables Workshop 2019, Canberra, Australia, February 13-15, 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Battery Storage and their Stationary Applications: Presentation held at 10th World Renewable Energy Technology Congress 2019, New Delhi, India, 21st of August 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Battery Storage for Grid Connected PV Applications
Vetter, M.; Lux, S.; Wüllner, J.
Book Article
2019Battery Storage. Opportunities, Challenges and Measures for Risk Mitigation: Presentation held at TechCon SE Asia Conference and Expo 2019, Bangkok, Thailand, 12th of June 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Battery Storage: A Key Enabler for Post Feed-In Tariff PV Projects: Presentation held at ees Forum 2019, Munich, Germany, 16th of May 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Energy Storage for Renewable Power Supply Systems: Presentation held at VI. Elektrik Tesisat Ulusal Kongresi 2019, Izmir, Turkey, 17th of October 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Extensive Analysis of Photovoltaic Battery Self-Consumption: Evaluation Through an Innovative District Case-Study
Millet Biosca, L.; Berueta, A.; Bruch, M.; Reiners, N.; Vetter, M.
Journal Article
2019Fixing Efficiency Values by Unfixing Compressor Speed: Dynamic Test Method for Heat Pumps
Palkowski, C.; Zottl, A.; Malenkovic, I.; Simo, A.
Journal Article
2019In the Context of Energy Transition Scenarios: Presentation held at Urban Future Global Conference 2019, Oslo, Norway, 22.05.2019-24.05.2019
Vetter, M.
Presentation
2019Investigation of the Kinetics of rechargeable aqueous zinc ion batteries
Bischoff, C.; Fitz, O.; Gentischer, H.; Biro, D.; Henning, H.-M.
Abstract
2019Optimal Integration of Photovoltaic in Micro-Grids that are Dominated by Diesel Power-Plants: Recommendations for utilities and consulting engineers
Reiners, N.; Bopp, G.; Wüllner, J.; Yadav, R.G.
Report
2019Quality Assurance for PV Battery Storage Projects: Presentation held at North America Smart Energy Week 2019, Salt Lake City, USA, 25th of September 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Schlüssel für sichere und zuverlässige Batteriespeicher. Thermisches Management: Vortrag gehalten bei eMobil Convention - Fachkongress für Elektromobilität 2019, Wiesbaden, Germany, 28. Mai 2019
Vetter, M.
Presentation
2019Testing and Evaluating Thermal Performance of Battery Systems: Presentation held at The Battery Show Europe 2019, Stuttgart, Germany, 06.05.2019
Heuer, A.; Bruch, M.
Presentation
2019Thermal Battery Management, Key to Efficiency and Longevity: Presentation held at Electric & Hybrid Aerospace Technology Symposium 2019, Cologne, Germany, 13th and 14th November 2019
Bruch, M.; Millet Biosca, L.; Vetter, M.
Presentation
201860 is the New 20: Challenges as a Result of Increasing EV Battery Capacities: Presentation held at Power2Drive North America 2018 at Intersolar North America Conference, San Francisco, USA, 11th of July 2018
Vetter, M.
Presentation
2018"60 is the new 20": Herausforderungen durch immer größer werdende Fahrzeugbatterien
Vetter, M.; Lux, S.; Bruch, M.
Journal Article
2018Battery cell testing for simulative optimisation of an EV battery system: Vortrag gehalten auf der 3. Internationalen Fachmesse für die Mobilität 4.0 "eMove360°", 17.10.2018, München
Bruch, Maximilian
Presentation
2018Battery Technology for Electromobility - Status Quo, Outlook and Challenges: Presentation held at World Sustainable Energy Days 2018, E-Mobility and Smart Buildings Conference 2018, Wels, Austria, 2nd of March 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Case Studies on Field Deployment of PV Battery Storage Systems: Presentation held at Seminar "Solar and Storage - Production and Markets in North America" 2018, Solar Power International, Anaheim, USA, 26th of September 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Combined dynamic programming and region-elimination technique algorithm for optimal sizing and management of lithium-ion batteries for photovoltaic plants
Berrueta, A.; Heck, M.; Jantsch, M.; Ursua, A.; Sanchis, P.
Journal Article
2018Cycle aging studies of lithium nickel manganese cobald oxide-based batteries using electrochemical impedance spectroscopy
Maheshwari, A.; Heck, M.; Santarelli, M.
Journal Article
2018Deploying Electrical Storage Systems to Reduce Risks and Drive Bankability for Renewable Energy Projects: Presentation held at VDE Clean Energy Dialogue Africa 2018, Cape Town, South Africa, 14th of May 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Investigating the impact of particle size on the performance and internal resistance of aqueous zinc ion batteries with a manganese sesquioxide cathode
Bischoff, C.; Fitz, O.; Schiller, C.; Gentischer, H.; Biro, D.; Henning, H.-M.
Journal Article
2018Lichtbögen und elektrische Sicherheit in PV-Heimspeichern: Poster präsentiert auf dem PV-Symposium 2018, Bad Staffelstein, Germany, 25.04.2018-27.04.2018
Eger, F.; Laukamp, H.; Bopp, G.
Poster
2018Longevity of Lithium-Ion Batteries: Presentation held at Electric & Hybrid Aerospace Technology Symposium 2018, Cologne, Germany, 8-9 November 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Messung und Berechnung der Wärmeabgabe einer Batteriezelle und Bedeutung für die Anwendung: Vortrag gehalten auf dem 25. Design & Elektronik Entwickler- & Anwenderforum Batterien & Ladekonzepte, 21.02.2018, München
Bruch, Maximilian; Heck, Michael; Millet Biosca, Lluis; Raab, Peter; Mirsalehian, Mohammadali; Hukan, Mohammad
Presentation
2018Probabilistische Betriebsführung für PV-Heimspeichersysteme mit PV-Ertragsprognosen. Zusammenfassung: Paper präsentiert auf der Tagung Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien 2018, Berlin, Germany, 30.01.2018-31.01.2018
Groß, A.; Zech, T.; Kohrs, R.; Wittwer, C.
Conference Paper
2018Quality Assurance for PV Battery Systems: Presentation held at 15. Battery Experts Forum 2018, Aschaffenburg, Germany, 1st of March 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Quality Assurance for PV Battery Systems: Presentation held at Smart Energy Forum - EES Conference 2018, Prague, Czech Republic, 6th of November 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Quality Assurance for PV Battery Systems in Mico-Grid Applications: Presentation held at Future Energy Asia Exhibition & Conference (FEA) 2018, Bangkok, Thailand, 12-14 December 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Quality Assurance to Support the Bankability of Energy Storage Applications: Presentation held at AHK Geschäftsreise USA / Kalifornien und Illinois: Energiespeicher zur Integration von erneuerbaren Energien 2018, San Francisco, USA, 13.02.2018-13.02.2018
Vetter, M.
Presentation
2018Sector coupling - a key element to optimize energy system transformation: Presentation held at Energy Storage Europe, Düsseldorf, 13-15 March 2018
Henning, H.M.
Presentation
2018Silicon Layers for Application in Lithium Ion Batteries
Georg, A.; Bogati, S.; Gentischer, H.; Biro, D.
Conference Paper
2018Silicon/Graphite Composite Materials as Anode for 3D Printed Lithium-Ion Microbatteries: Presentation held at IDTechEx Show! 2018, Berlin, Germany, 11.04.2018-12.04.2018
Drews, M.; Gentischer, H.; Biro, D.; Mülhaupt, R.
Presentation
2018Statusbericht: Batterietechnik für die Leichte E-Mobilität: Vortrag gehalten auf der 2. VDI-Fachtagung Leichte E-Mobilität Fahrzeuge für den urbanen Raum 2018, Aschheim, Germany, 11. - 12. September 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Technical and Economic Assessment for Hybrid PV Mini-Grid Projects: Optimized layout and sizing of off-grid power plant for SKA1-low radio telescope
Millet Biosca, L.; Wüllner, J.; Vetter, M.; Schinckel, A.
Conference Paper
2018Technologieinnovationen - Batteriespeicher: Vortrag gehalten beim Innovationsforum Energiespeicher 2018, Linz, Austria, 15. November 2018
Vetter, M.
Presentation
2018Waste heat utilisation of power to hydrogen plants for local and district heating: Presentation held at International Renewable Energy Storage Conference, IRES 2018 / E3 Power to X (2), Düsseldorf, Germany, 15th March 2018
Knetsch, N.; Holst, M.
Presentation
2017"60 is the new 20": Herausforderungen durch immer größer werdende Fahrzeugbatterien: Vortrag gehalten auf dem 3M Fachforum Faszination eMobilität 2017, Neuss, Germany, 05. Dezember 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Analysis of the minimum activation period of batteries in frequency containment reserve
Hollinger, R.; Motte Cortes, A.; Erge, T.; Engel, B.
Conference Paper
2017Building and habitation in the context of electromobility: Presentation held at EES North America Conference, San Francisco, USA, 12.07.2017
Vetter, M.
Presentation
2017DC arc fault scenarios and detection methods in battery storage systems
Eger, F.; Bopp, G.; Freiberger, D.; Lang, N.; Laukamp, H.; Rouffaud, G.
Conference Paper
2017Impedance change and capacity fade of lithium nickel manganese cobalt oxide-based batteries during calendar aging
Schmitt, J.; Maheshwari, A.; Heck, M.; Lux, S.; Vetter, M.
Journal Article
2017Isothermal calorimeter heat measurements of a 20Ah lithium iron phosphate battery cell
Millet, L.; Bruch, M.; Raab, P.; Lux, S.; Vetter, M.
Conference Paper
2017Kalorimetrische Messung der Wärmeabgabe einer Batteriezelle zur thermischen Charakterisierung: Vortrag gehalten auf dem 9. E-MOTIVE - Expertenforum für Elektrische Fahrzeugantriebe 2017, Hannover, Germany, 05.09.2017-06.09.2017
Bruch, M.; Raab, P.; Millet Biosca, L.; Mirsalehian, M.; Heck, M.; Hukan, M.
Presentation
2017Lichtbögen und elektrische Sicherheit in PV-Heimspeichersystemen: Vortrag gehalten auf der 4. Deutschen Photovoltaikbetriebs- und Sicherheitstagung 2017, Berlin, 19. - 20. Oktober 2017
Laukamp, H.; Tschupp, J.
Presentation
2017Making energy storage bankable. The role of technical issues and strategies for risk mitigation: Presentation held at European PV and Energy Storage - Market Briefing 2017, Frankfurt, Germany, 16th of February 2017
Vetter, M.; Jantsch, M.
Presentation
2017Numerical investigation of phase change material utilization options for the thermal management of cylindrical Li-Ion-batteries
Gamisch, S.; Gschwander, S.
Conference Paper
2017Passivierte Siliciummaterialien für Li-Ionenbatteriezellen: Vortrag gehalten auf dem Batterieforum Deutschland 2017, Berlin, Germany, 25.01.2017-27.01.2017
Gentischer, H.; Hulitz, S.; Mader, M.; Singh, R.; Keding, R.; Preu, R.; Biro, D.
Presentation
2017Präzise Zustandsbestimmung und optimierte Lade- und Betriebsführungsstrategien. Schlüssel für den effizienten Einsatz von Batteriesystemen: Vortra gehalten auf der 2. VDI-Fachkonferenz Batterie- und Ladetechnik: Energieversorgung für mobile Anwendungen in Produktion und Logistik 2017, Düsseldorf, Germany, 06. Dezember 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Qualitätssicherung & Bankability für Batteriespeicher in PV-Kraftwerken und im gewerblichen Einsatz: Vortrag gehalten beim 6. StorageDay XXL der Solar Allianz @ Forum Neue Energiewelt 2017, Berlin, Germany, 17. November 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Quality assurance and standardization developments for battery storage applications: Presentation held at Energy Storage Europe 2017, VDE Financial Dialogue Europe 2017, Düsseldorf, Germany, 16th of March 2017
Sann, K.; Vetter, M.
Presentation
2017Quality assurance enabling bankability for larger on- and off-grid PV battery systems: Presentation held at Battery Experts Forum 2017, Gliwice, Poland, 21st of September 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Quality assurance for PV battery power plants and PV battery systems in comercial applications and mini-grids: Presentation held at International Battery Seminar 2017, Fort Lauderdale, USA, 22nd of March 2017
Vetter, M.; Jantsch, M.
Presentation
2017Quality assurance to support the bankability of renewable energy + storage applications: Presentation held at Asian Utility Week 2017, Bangkok, Thailand, 25th of May 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Quality assurance to support the bankability of renewable energy + storage applications: Presentation held at Asia Clean Energy Summit 2017, Singapore, 25th of October 2017
Vetter, M.
Presentation
2017The role of independent engineers - from the project idea to real world evaluation of PV battery systems: Presentation held at ees Europe Conference 2017, Munich, Germany, 30th of May 2017
Vetter, M.
Presentation
2017Stand-alone and hybrid PV systems
Vetter, M.; Bopp, G.
Book Article
2017Stationäre Batteriespeicher - eine zentrale Komponente der Engergiewende
Vetter, M.; Lux, S.
Journal Article
2017Stromproduktion und Speicherung im Eigenheim, Einspeisung ins Netz und Elektroauto: Vortrag gehalten auf der Fachveranstaltung Bauen und Wohnen im Kontext der Elektromobilität, Forum Elektromobilität, Berlin, 30. März 2017
Vetter, M.; Kohrs, R.
Presentation
2016Batterien - Von der Zelle zum System und zur Systemintegration: Vortrag gehalten auf der FVEE Jahrestagung 2016, Forschung für die Energiewende - Die Gestaltung des Energiesystems, Berlin, Germany, 3. November 2016
Vetter, M.; Winter, M.; Danzer, M.; Wagner, N.; Puchta, M.; Köntges, M.
Presentation
2016Progress in state estimation for lithium-ion batteries: Presentation held at Electric & Hybrid Aerospace Technology Symposium 2016, Cologne, Germany, 09th - 10th of November 2016
Vetter, M.; Lux, S.; Raab, P.; Heck, M.
Presentation
2016Prüfkampagne thermischer Speicher und deren Energy Labeling nach ErP Richtlinie
Geimer, K.; Schäfer, A.; Schmidt, C.; Kramer, K.
Conference Paper
2016Qualitätssicherung für PV-Batteriekraftwerke, gewerbliche PV-Batteriesysteme und PV-Inselnetze: Vortrag gehalten auf dem VDMA Thementag Solarspeicher 2016, Kahl, Germany, 23.11.2016
Vetter, M.; Jantsch, M.
Presentation
2016Quality assurance for larger on- and off-grid PV battery systems: Presentation held at 15th Lead Battery Conference and Exhibition 2016, Valetta, Malta, 13th of September 2016
Vetter, M.; Jantsch, M.
Presentation
2016Recycling of battery technologies - ecological impact analysis using life cycle assessment (LCA)
Unterreiner, L.; Jülch, V.; Reith, S.
Conference Paper
2016Risk mitigation and quality assurance for PV battery storage applications: Presentation held at Asia Clean Energy Summit 2016, Singapore, 25th - 27th of October 2016
Vetter, M.; Jantsch, M.
Presentation
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