„SuKoBa“: Forschungsprojekt zu hybriden Energiespeichern

Das Fraunhofer IEE entwickelt in dem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt „SuKoBa“ zusammen mit Industriepartnern Werkzeuge für die Auslegung von hybriden Speichern. Mit der Kombination von Batterie und Superkondensator soll die Lebensdauer der Batterie verlängert werden – auch im Elektroauto.

Der Grundgedanke hinter dem Projekt: Batteriespeicher altern schneller, wenn sie immer wieder kurzzeitig hohe Leistungen liefern müssen. Das lasse sich vermeiden, indem man sie mit Superkondensatoren koppelt, die die Lastspitzen übernehmen, so das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE).

An „SuKoBa“ („Superkondensatoren zur Lebensdaueroptimierung von Batterie-Hybridspeichersystemen – Auslegungsmethoden und Regelungsalgorithmen“) sind zudem AVL und Skeleton Technologies beteiligt – das estnische Unternehmen mit Produktionsstätte in Deutschland setzt bekanntlich auf Supercaps, arbeitet aber auch in anderen Projekten an einer Graphen-Batterie.

Bei „SuKoBa“ geht es aber um die Kombination des kapazitiven und des chemischen Energiespeichers für den Einsatz in Fahrzeugen oder als stationäre Speicher zur Netzstabilisierung. Die Supercaps sollen dabei sehr schnell sehr viel Leistung zur Verfügung stellen oder aufnehmen können. Damit sollen die Kondensatoren die Lastspitzen abfedern, die bei der Batterie zu Hitzestress und damit zu schnellerer Alterung führen.

„Hybride Speicher verbinden die Vorteile der Batterien mit denen der Superkondensatoren – und eliminieren zugleich deren jeweilige Nachteile“, sagt Matthias Puchta, Geschäftsfeldleiter Hardware-in-the-Loop Systeme beim Fraunhofer IEE. „Wir erwarten eine deutliche Steigerung der Lebensdauer solcher Hybrid-Speicher-Systeme. Das wollen wir im Projekt genauer untersuchen. In der Folge kann das zu erheblich geringeren Systemkosten führen.“

Wie das IEE mitteilt, fehle es für die Entwicklung bislang an geeigneten Werkzeugen, mit denen hybride Speicher mit Blick auf Baugröße, Kosten und Lebensdauer optimiert werden können. Auch gebe es noch keine speziell darauf optimierten Management- und Regelungssysteme für den Einsatz der Speicher. Beides soll nun in dem Verbundprojekt bis Ende 2023 erarbeitet werden. „Mit SuKoBa schaffen wir die Voraussetzung, das Potenzial hybrider Speichertechnologien umfassend zu nutzen“, sagt Puchta.

Mit „hohem experimentellem Aufwand“ soll das im Projekt erarbeitete Verfahren zur Auslegung der Speicher im Anschluss verifiziert werden – mit Demonstratoren für verschiedene Anwendungsfälle.

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