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24 Elektronik 0 8 2024 Batterien und akkus Bild 2 Systemarchitektur des hybriden Energiespeichersystems Bild Ansmann wieder einsatzbereit und die Superkondensatoren können unterwegs sukzessive das Akkumodul laden Dieses kann dann das Fahrzeug auf längeren Strecken die der Supercap nicht abdecken kann mit Energie versorgen Welche Zellen dabei verwendet werden und auch ob kontaktbasiertes oder kontaktloses induktives Laden bevorzugt wird spielt dabei für das System keine Rolle Voraussetzung ist Der hohe Ladestrom für die Supercaps an allen dezentralen Ladestellen muss binnen Sekundenbruchteilen am La - desystem anliegen und die Ladeleistung nach dem Constant-Current-Constant-Voltage CCCV -Verfahren reguliert werden Das Ergebnis Ein um fast die Hälfte kleineres Energiespeichersystem mit um bis zu 80 Prozent weniger Akkuzellen das weniger Kapazität für identische Einsätze benötigt Mehr Nachhaltigkeit aufgrund der Ressourceneinsparung und der besseren Recylingfähigkeit von Supercaps im Vergleich zu Akkuzellen Lange Ladezeiten und nicht ausreichende Reichweiten inklusive der damit verbundenen bekannten Verfügbarkeitsprobleme derzeit üblicher FTS gehören der Vergangenheit an Da alle mit einem solchen Hybridspeichersystem betriebenen FTS oder AMRs je nach Bedarf bis zum Dreischichtbetrieb 24 7 durchgehend im Einsatz bleiben könnten werden zudem signifikant weniger von ihnen benötigt Grundsätzlich verfügen Supercaps zwar über eine geringere gravimetrische Energiedichte Wh kg und benötigen mehr Bauraum Letztlich war der von Ansmann und IFL konstruierte Prototyp durch den anwendungsspezifisch optimierten modularen Aufbau und den kombinierten Einsatz der Supercaps und Akkuzellen dennoch kleiner und rund die Hälfte leichter als ein traditionelles rein zellenbasiertes Energiespeichersystem Dies reduziert den Energieverbrauch und erhöht die Reichweite Darüber hinaus ist die Degression der Akkukomponenten durch die Integration der beiden Speichersysteme deutlich geringer die zyklische Lebensdauer des Akkus erhöht sich durch die Kombination von Supercaps mit elektrochemischen Zellen theoretisch von 500 Zyklen auf über 1 250 Zyklen Dabei ist das System so ausgelegt dass die Geräte sich auch bei längeren Standzeiten wie etwa übers Wochenende nicht mehr entladen wie dies bei früheren Systemen auf Basis von Superkondensatoren der Fall war Technische Varianten von Hybridspeichersystemen Prinzipiell gibt es mehrere Möglichkeiten ein hybrides Energiespeichersystem technisch zu realisieren Marvin Sperling vom IFL des KIT in Karlsruhe forscht seit mehr als 5 Jahren an Energiespeicherund Ladesystemen für FTS AMR Seine Dissertation beschäftigt sich mit dem Thema der Energieund Speicherbedarfsmodellierung von FTS AMR unter Berücksichtigung von intralogistischen und fahrzeugspezifischen Einflussfaktoren Er gab durch seine Suche nach einem Umsetzungspartner die Initialzündung für den nun fertiggestellten FTS-HESS-Prototyp Bild 1 Als kompakte leichte dauerverfügbare und mit einer langen Lebensdauer ausgezeichnete Lösung empfiehlt sich das Supercap-Lithium-Hybridspeichersystem HESS nicht nur für den Einsatz in fahrerlosen Transportsystemen FTS und autonomen mobilen Robotern AMR sondern auch für Anwendungen in elektrifizierten Linienbussen und Zustellfahrzeugen im urbanen Raum Bild Ansmann