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Für neue Anwendungsfelder sind deshalb in den letzten Jahren von Industriepartnern sog. „Super-Kondensatoren“ entwickelt worden, die im Rahmen zweier ITIS-Forschungsprojekte bezüglich ihrer Eigenschaften und Anwendungen untersucht werden. Die physikalischen Grundlagen dieser Kondensator-Bauart wurden bereits im Jahre 1862 von dem deutschen Physiker Helmholtz entdeckt, von welchem auch der korrekte Name „Doppelschicht-Kondensator“ herrührt. Eine technische Nutzung ist jedoch erst in jüngster Zeit durch neuartige Materialien möglich geworden. Der derzeitige Entwicklungsstand dieser Kondensatoren ermöglicht spezifische (gewichtsbezogene) Energiedichten von ca. 5 Wh/kg und nutzbare Spitzenleistungen bis ca. 3 kW/kg. Die Lebensdauer dieser Speicher ist – wie bei konventionellen Kondensatoren – nicht prinzipbedingt begrenzt. Dies gilt auch für die Anzahl der Lade/Entlade-Zyklen, die vollständig innerhalb kürzester Zeitspannen von wenigen Sekunden erfolgen dürfen.

Die Attraktivität elektrischer Fahrzeugantriebe wird durch diese „Kurzzeit-Energiespeicher“ in Zukunft erheblich gesteigert werden, weil hohe Spitzenleistungen und die Rückgewinnung der kinetischen Energie im Bremsbetrieb ermöglicht werden. Auch Anwendungen in der Energieversorgung (Spitzenlastabdeckung, Netzausfallüberbrückung) werden profitieren.

Um diese neuartigen Energiespeicher sinnvoll nutzen zu können, sind leistungselektronische Stellglieder zur Steuerung des Energieflusses und präzise, mathematische Modelle des Speicherverhaltens notwendig. Im Rahmen der Arbeiten bei ITIS wurde hierzu ein Verfahren entwickelt, welches die Bestimmung der Modellparameter mittels einer Auswertung des transienten Kurzschlussstromes ermöglicht (siehe Bild unten). Die entwickelten Modelle können im realen Betrieb zur genauen Bestimmung des aktuellen Energieinhaltes und der (geringen) inneren Verluste des Speichers genutzt werden.

 

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