Bild 1: Hersteller von Batterien und Akkusystemen müssen effizient entwickeln und produzieren (Quelle: EA Elektro-Automatik GmbH & Co.KG)
Der Markt für Batterien und Akkusysteme befindet sich derzeit in einem dynamischen Wachstum. Alleine der Blick auf die Bestandszahlen der Elektroautos weltweit zeigt, dass die Nachfrage für hocheffiziente Batterien steigt: Seit 2015 ist die Gesamtzahl der ausgelieferten E-Autos von circa 1,3 Mio. auf nahezu 3,2 Mio. Fahrzeuge in 2017 angewachsen. Doch auch andere Branchen, wie der Sektor der erneuerbaren Energien, wachsen kontinuierlich. Damit sich die Hersteller in dieser verschärften Wettbewerbslage entscheidende Marktanteile sichern können, müssen sie effizient entwickeln und produzieren (Bild 1). Modernen bidirektionalen DC-Netzgeräten, wie dem EA-PSB 10.000 30 kW von EA Elektro-Automatik [1], kommt hierbei eine zentrale Rolle zu (Bild 2).
Hohe Leistungsdichte
Das Netzgerät bietet mit nur einem Drittel mehr Volumen doppelt so viel Leistung wie die Vorgängerreihe – und das auf 4 HE. Im Vergleich zum Stand der Technik 15 kW/3U wird die Leistungsdichte der neuen 30-kW/4U-Einheit um 50 % erhöht. Im Verbundbetrieb kann eine Gesamtleistung von bis zu 1,92 MW parallel betrieben werden. Da es sich hierbei zudem um ein programmierbares bidirektionales DC-Netzgerät handelt, profitieren die Anwender dabei von präzisen und weitreichenden Möglichkeiten, um verschiedene Betriebsbedingungen darzustellen.
Müssen zum Beispiel Energiespeicher in verschiedenen Leistungsstufen geladen und entladen werden, um sie zu testen, kann dies mit nur einem Gerät erfolgen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Funktion des Autoranging für die Anwender wertvoll. Hierbei hat die programmierbare bidirektionale Quelle die Fähigkeit, einen erhöhten Strom bei reduzierter Ausgangsspannung bereitzustellen. Beim Entladen, beispielsweise einer Hochvoltbatterie, wird die Energie mit einer Effizienz von bis zu 96 % direkt ins Netz zurückgespeist.
Beim Testen von Komponenten, beispielsweise aus dem Automotivbereich, ist es oft erforderlich, dies unter Realbedingungen durchzuführen. In diesem Zusammenhang wurde mit dem Fraunhofer Institut eine Battery-Simluator-Software entwickelt. Zusammen mit den Geräten aus den Serien EA-PSB 10.000 und EA-PSB 9.000 lassen sich diese Anforderungen einfach und bedienerfreundlich erfüllen (Bild 3). Sind teilweise berührbare Netze nach EN-61010-SELV-Standard erforderlich, wie beim 48-V-Bordnetz, kann dies mit der 60-V-Variante erfüllt werden.