Bereits seit 2004 realisiert die FES GmbH Fahrzeug-Entwicklung Sachsen Zwickau Projekte im Bereich Elektromobilität. Die Kompetenzen erstrecken sich von der Konzeption und Auslegung des elektrischen Fahrantriebs über die Entwicklung und Integration aller notwendigen Komponenten bis hin zu Aufbau und Erprobung von Komponenten, Systemen sowie Prototypen. Auch bei der Ladeinfrastruktur wird Pionierarbeit geleistet.
Gegenwärtig erweitert der Fahrzeugentwickler seine Kapazitäten für die Erprobung von E-Fahrzeug-Komponenten wie Hochvoltspeicher (HVS). Stand der Technik für diese wesentliche Komponente aller Elektro- und Hybridfahrzeuge sind Lithium-Ionen-Speicher. Diese HVS mit typischen Systemspannungen von 400–800 VDC bringen potenzielle Gefahren mit sich, einerseits durch die erhöhten Spannungen und andererseits durch die grundsätzliche Brennbarkeit der Zellchemie. Beides ist aber gut beherrschbar. Man muss sicherstellen, dass keine unzulässigen Belastungen auf die Zellen wirken können, sie somit robust gegen negative Einflüsse aus ihrer Umwelt machen.
Spezielles Prüfequipment für Hochvoltspeicher
Das Erproben und Validieren dieser Unempfindlichkeiten ist Bestandteil jeder Entwicklung im Automobilbau, bevor die Komponenten für eine Serienproduktion freigegeben werden. Es wird die Robustheit gegen Umwelteinflüsse wie Vibrationen, Stöße, Korrosion, Feuchte, Temperaturschwankungen, elektrische Belastungen usw. geprüft. Die Besonderheit bei den HVS liegt in der für eine elektrische Komponente ungewöhnlichen Größe und Leistungsklasse. Sie können in bestimmten Fällen über 700 kg schwer sein und mehr als 120 kWh nutzbarer Energie an Bord haben. Für solche langstreckentauglichen HVS wird ein spezielles Prüfequipment für die Validierung benötigt.
Die FES ist dafür ein starker Partner, sie verfügt über viele unterschiedliche HVS-Prüfstände sowie eine mehrjährige Erfahrung auf diesem Gebiet. So werden HVS vieler Fahrzeughersteller und Zulieferer auf Vibrationsprüfständen und in Klimakammern geprüft, es wird die Dichtigkeit unter diversen Belastungen analysiert, die HVS werden korrosiven Umgebungen ausgesetzt, über die Fahrzeuglebensdauer gealtert oder elektrischen Belastungstests unterzogen.
„Weil diese Leistungen mit der forcierten Entwicklung im Bereich E-Mobilität stark nachgefragt werden, erweitern wir unsere Kapazitäten und investieren in ein neues HVS-Prüfzentrum“, sagt Christian Schwamberger, Vorsitzender der FES-Geschäftsführung. Aktuell werden vier weitere Klimakammern, zwei weitere Shaker, Thermoschock-Prüfstände, Befundungsflächen und weiteres Equipment aufgebaut, in welchem u. a. auch E-Maschinen erprobt werden können.
Mobil elektrisch laden
Die Erfahrungen aus dem Energiespeichermanagement nutzt die FES auch für Innovationen in der Ladeinfrastruktur. Im Auftrag von Audi und in Kooperation mit Riello Power Systems haben die Zwickauer mobile Ladecontainer entwickelt, in denen gebrauchte HV-Batterien aus E-Fahrzeugen verwendet werden. „Diese Stationen können in Regionen mit einer wenig ausgebauten Ladeinfrastruktur zuverlässig Auto-Strom bereitstellen. Gleichzeitig dient das System auch als Energiespeicher. Durch ein dynamisches Glätten von Lastspitzen kann die Eingangsleistung netzabhängig von 22 kW bis zu 400 kW individuell eingestellt werden, was zu einer deutlichen Netzentlastung vor Ort führt. Durch die integrierte USV-Funktion ist jederzeit sichergestellt, dass die Fahrzeuge stets optimal versorgt werden. Netzschwankungen, welche zu Ladeabbrüchen führen können, oder gar ein Netzausfall werden somit kompensiert“, verweist Christian Schwamberger auf die Vorteile.
Bewährt haben sich die mobilen Systeme in diesem Jahr u. a. bereits zur „Betankung“ von Fahrzeugflotten während des Weltwirtschaftsgipfels im schweizerischen Davos, zur Alpinen Ski-WM im schwedischen Åre oder zur Formel E in Rom.
