Mercedes-Benz präsentiert eine innovative Lösung zur Verbesserung von Effizienz, Reichweite und Modularität in Elektrofahrzeugen: Die Verlagerung der Inverter in den Akku durch zellindividuelle Mikrowandler.
Aktueller Stand der Batterietechnologie
Derzeit benötigen Elektroautos pro Achse einen Inverter, um den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für den Motor umzuwandeln. Die Batterie selbst besteht aus zahlreichen in Reihe geschalteten Zellen, um die erforderliche Spannung – beispielsweise 800 Volt – zu erreichen.
Ein Nachteil dieser Technik: Die Spannung sinkt mit dem Ladestand der Batterie (State of Charge, SoC), wodurch die Effizienz des gesamten Systems leidet. Zudem bestimmt die schwächste Zelle die Leistung der gesamten Batterie, was sowohl beim Laden als auch während der Fahrt Einschränkungen mit sich bringt.
Lösung: Mikrowandler für jede Zelle
Mercedes schlägt eine grundlegende Änderung vor: Jede Batteriezelle erhält eine eigene, programmierbare Leistungselektronik. Diese Mikrowandler ermöglichen eine parallele Schaltung der Zellen, wodurch die Batterie eine konstante Spannung – etwa 800 Volt – liefern kann, unabhängig vom SoC.
Wesentliche Vorteile dieser Technik:
- Effizienzsteigerung: Energieverluste durch hohe Ströme werden minimiert.
- Höhere Reichweite: Die gleichbleibende Spannung erhöht die Gesamtleistung.
- Individuelles Zellmanagement: Jede Zelle kann unabhängig geregelt und sogar mit unterschiedlichen Zellchemien kombiniert werden (z. B. LFP und NMC).
- Verbesserte Modularität: Einheitliche Bauteile und der Wegfall separater Inverter vereinfachen die Produktion.
Perspektiven für die Zukunft
Mit der Integration von Mikrowandlern könnte die Batteriearchitektur flexibler werden. Die Zellenanzahl würde sich primär nach der benötigten Speicherkapazität richten, nicht mehr nach der Spannung. Zudem ermöglicht die Technologie eine präzisere Lade- und Entladesteuerung sowie eine längere Lebensdauer der Batteriezellen.
Fazit
Mercedes treibt die Entwicklung intelligenter Batterietechnologien voran, indem es die Aufgaben der Inverter in die Batterie verlagert. Dieses Konzept bietet nicht nur Effizienzvorteile, sondern auch neue Möglichkeiten für modulare und skalierbare Akkusysteme. Mit diesem Ansatz könnte der Automobilhersteller einen wichtigen Schritt hin zu leistungsfähigeren und nachhaltigen Elektrofahrzeugen machen.
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