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Multilevel-Batterie von Bavertis soll Inverter überflüssig machen

Name: Multilevel-Batterie von Bavertis soll Inverter überflüssig machen
Uploaded: 2024-05-16T09:46:16+02:00
Description: Dabei wird die (serielle oder parallele) Verschaltung der einzelnen Zellen in Mikrosekunden verändert

Dabei wird die (serielle oder parallele) Verschaltung der einzelnen Zellen in Mikrosekunden verändert

multilevel-batterie von bavertis soll inverter überflüssig machen

Heutige Elektroauto-Batterien liefern Gleichstrom, der im Inverter dann in Wechselstrom für den Elektromotor umgewandelt wird. Doch man kann das auch ganz anders machen, sagt Manuel Kuder vom Münchner Startup Bavertis. Er hat eine Wechselstrom-Batterie entwickelt. Wir erklären, wie es funktioniert.

Bei heutigen Batterien sind die Zellen seriell (das heißt in Reihe) geschaltet oder parallel. Die Verschaltung der Zellen bleibt immer die gleiche. Bei der Bavertis-Batterie dagegen kann sie sich – von Software gesteuert – innerhalb von Mikrosekunden verändern.

Während “schlechte” Zellen bei konventioneller Technik das Funktionieren der ganzen Batterie gefährden können, kann man sie bei der Bavertis-Matterie einfach ganz außen vor lassen – man schaltet einfach einen Shortcut um sie herum. Oder besser noch: Man lastet die Zellen so aus, dass sie erst gar nicht “schlecht” werden, das heißt nicht vorzeitig altern.

Sinusförmiger Wechselstrom durch variable Zellverschaltung statt durch schnelles Hin- und Herschalten zwischen an und aus (Pulsweitenmodulation)

Da nur in Reihe geschaltete Zellen die Spannung erhöhen, lässt sich mit einer variablen Verschaltung die Batteriespannung variieren: Für hohe Spannung schaltet man viele Zellen seriell, für niedrige Spannung arbeiten sie parallel. So lässt sich die sinusförmige Wechselspannung erzeugen, die für den Elektromotor benötigt wird. Da sich die Speicherkapazität aus der Gesamtzahl der Zellen (multipliziert mit etwa 3,6 Volt, der Nennspannung einer Lithium-Ionen-Zelle) ergibt, bleibt das Speichervermögen des Akkus in kWh dabei gleich.

Wie das Ganze funktioniert und was es bringt, erklärt Manuel Kuder von Bavertis im folgenden Video auf einer Veranstaltung von Electrive.net von 2022 in verständlicher Art und Weise:

Alles in allem braucht man nun statt eines Inverters pro Motor eine Art elektronischen Schalter für jede Zelle. Da eine Elektroauto-Batterie typischerweise aus hunderten Zellen besteht, klingt das zunächst nach einem hohen Elektronik-Aufwand. Aber während der Inverter Halbleiter von 400 oder 800 Volt Spannung verkraften muss, sind es hier nur die 3,6 Volt der einzelnen Zelle. Und solche Niederspannungs-Mosfets sind sehr günstig zu haben.

Vor ein paar Jahren hat Bavertis einen Strandbuggy mit der Technologie auf die Beine gestellt – als Proof of Concept sozusagen. Das Ganze funktioniert also. Auch eine Lösung für das Tesla Model Y mit zylindrischen 4680-Zellen (46 mm Durchmesser, 80 mm Länge) hat das Team schon ausbaldowert. Auch mit Abt e-line, der Elektroautosparte der Kemptner Tuners, kooperiert Bavertis. Unter der Bezeichnung Multilevel-Batterie oder softwaredefinierte Batterie wird das Konzept durchaus nicht nur von dem Startup verfolgt, sondern auch von Forschungsteams etwa des renommierten Karlsruher Instituts für Technologie KIT.

Was sind die Vorteile der Technik? Nun, die Batterielebensdauer soll sich um 60 bis 80 Prozent erhöhen lassen, man spart sich den Inverter und etliche andere Teile wie den Bordlader oder das Batteriemanagement. Wenn das Auto nicht lädt oder fährt, hat die Batterie zudem keine gefährliche Spannung, braucht also auch keine Werkstattmechaniker mit Hochvolt-Schulung. Zudem könnte man die Batterie mit sinusförmigem Gleichstrom laden, wodurch ein höheres Ladetempo möglich wird.

Wie bei jeder Technik gibt es auch Nachteile, die Kuder in einem neueren Video-Vortrag von Weka Events aufzählt. Dazu gehört, dass das System nur bei einem Elektromotor sinnvoll ist, nicht bei zwei oder mehr Maschinen. Und man ist beschränkt auf Systeme mit 120 Zellen oder mehr, weil sonst das Ladegerät nicht entfallen kann. Am Ende klingt durch, dass Kuder mehr Anwendungsmöglichkeiten in der Bauindustrie als beim Pkw sieht.

Unter dem Strich

Bavertis hat die ganze Technik des Elektroautos neu durchdacht. Zunächst klingt das Ganze ziemlich abenteuerlich; auch wir wollten erst nicht glauben, dass eine Wechselspannungs-Batterie möglich ist. Aber wenn man es einmal kapiert hat, klingt es plausibel. Interessierte Laien wie wir dürfen sich einfach über die interessante Technik freuen. Ob eine Anwendung technisch und wirtschaftlich Sinn ergibt, müssen andere beurteilen.