Elektroauto: Niedervolt-Batterie mit Natrium statt Blei geht in Serie

Ein chinesischer Batteriehersteller hat Natrium-Ionen-Batterien für Niederspannungsanwendungen in Elektrofahrzeugen auf den Markt gebracht, was einen neuen Meilenstein in der Energiespeichertechnologie für Automobile darstellt. Das Unternehmen Xupai hat Fahrzeuge der Marke Arcfox von BAIC mit diesen Batterien ausgestattet, die traditionelle Blei-Säure-Batterien ersetzen, die in Autosystemen verwendet werden. Diese Innovation führt die Natrium-Ionen-Technologie in die Massenproduktion ein und bietet potenzielle Verbesserungen gegenüber bestehenden Lösungen in Bezug auf Haltbarkeit, Gewicht und Sicherheit. Der Übergang von Blei-Säure zu Natrium-Ionen-Batterien stellt eine Verschiebung des Ansatzes der Branche für die Speicherung von Strom dar.

Blei-Säure-Batterien sind seit Jahrzehnten der Standard und liefern Niederspannungsstrom für Fahrzeugelektronik, Beleuchtung und andere Hilfssysteme. Sie sind jedoch auch in modernen Autos mit häufigen Ausfällen und Wartungsproblemen verbunden. Während Lithium-basierte Technologien wie LFP (Lithium-Eisenphosphat) sich als vielversprechend bei der Bewältigung einiger dieser Mängel erwiesen haben, bleiben sie kostspielig und verlassen sich auf kritische Materialien, die Herausforderungen für die Lieferkette darstellen. Xupais Natrium-Ionen-Batterien sind speziell für Niederspannungsanwendungen konzipiert und dienen als Hilfsstromquellen für Bordsysteme, einschließlich Infotainment, Fahrerassistenzfunktionen und Steuergeräten.

Das Unternehmen bietet eine Reihe von 12V-, 24V- und 48V-Natrium-Ionen-Batterien an, die auf verschiedene Anwendungen zugeschnitten sind, wie Starterbatterien für Verbrennungsmotoren, Stop-Start-Systeme, milde Hybride und Netzteile für batterieelektrische Fahrzeuge. Diese Batterien sollen zuverlässige Leistung bieten und gleichzeitig die Abhängigkeit von knappen Ressourcen reduzieren.

Die Gewichtsersparnis ist ebenfalls bemerkenswert, da Natrium-Ionen-Batterien etwa 55% leichter sind als ihre Blei-Säure-Gegenstücke. Jedes Modell enthält ein Batteriemanagementsystem (BMS), das mit CAN- oder CAN-FD-Kommunikationsprotokollen kompatibel ist und ein Funktionssicherheitsniveau gewährleistet, das den ASIL B-Standards entspricht. Vergleiche mit herkömmlichen Blei-Säure-AGM- oder EFB-Batterien zeigen signifikante Leistungsunterschiede. Traditionelle Blei-Säure-Batterien bieten typischerweise 200 bis 400 Zyklen bei hohen Entladungstiefen und Energiedichten von etwa 30 bis 40 Wh / kg. Im Gegensatz dazu erreichen Natrium-Ionen-Niedrigspannungsbatterien Energiedichten von etwa 80 bis 110 Wh / kg, fast dreimal höher.

Ein Prototyp, der von der deutschen Ingenieurfirma IAV und dem chinesischen Zellhersteller HiNa entwickelt wurde, zeigte beeindruckende Fähigkeiten mit einem 12-V-System mit 70 Ah-Kapazität und 840 Wh-Energiedichte in nur 10 kg, das während der Entladung in einem Temperaturbereich von -40 ° C bis +60 ° C arbeitet.

Die Zellen werden gegen den chinesischen Standard GB/T-31485 auf Überladungsbeständigkeit getestet, und integrierte BMS-Systeme überwachen Spannung und Temperatur, wodurch bei Kurzschlüssen ein kontrolliertes Herunterfahren möglich ist. Xupai positioniert seine Batterien als Plug-and-Play-Ersatz in Standardgrößen, die minimale Modifikationen an den elektrischen Systemen des Fahrzeugs erfordern. BAICs Beteiligung erstreckt sich über Niederspannungsanwendungen hinaus. Die Forschungsabteilung des Unternehmens hat eine prismatische Natrium-Ionen-Zelle mit einer Energiedichte von mehr als 170 Wh/kg entwickelt, die in etwa 11 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 4C schnell aufgeladen werden kann.

Diese Entwicklung deutet auf eine breitere Integration der Natrium-Ionen-Technologie in Traktionsbatteriesysteme hin, wodurch ihre Rolle in der Elektrofahrzeuglandschaft weiter ausgebaut wird.