Genfer Autosalon 2014: Fortschrittlicher Akku für den Kia Soul EV

Der Kia Soul EV ist mit einem fortschrittlichen Akku ausgestattet, der Lithium-Ionen-Polymer-Zellen von SK Innovation verwendet. Der Akku mit einer branchenführenden Energiedichte von 200 Wh/kg ist das Ergebnis eines dreijährigen gemeinsamen Entwicklungsprogramms von Kia Motors und SK Innovation in Korea.

Ingenieure von Kia haben den herausragenden Akku mit 192 Lithium-Ionen-Polymer-Zellen in acht Modulen entwickelt, die eine Gesamtleistung von 27 kWh liefern. Der Akku verfügt über eine hochmoderne Temperaturregelung, um die einzelnen Zellen auf optimaler Temperatur zu halten, sowie über eine strukturelle Auslegung zur Verbesserung der Crashsicherheit.

Bei der Massenproduktion der Batteriezellen für den Soul EV wird nickelreiches NCM-Kathodenmaterial (Nickel-Kobalt-Mangan) verwendet. Die Energiedichte, die von den Fähigkeiten der Kathode abhängt, ist ein entscheidender Leistungsfaktor für die Reichweite eines Elektroautos. Durch die Nutzung der branchenführenden Energiedichte seiner Batterie bietet der Soul EV eine Reichweite von „rund“ 200 km mit einer Ladung.

Es wurden auch leistungsstarke Elektrolytadditive und Anodenmaterialien entwickelt, um verschiedene Leistungsanforderungen (wie Sicherheit und Lebensdauer) zu erfüllen und gleichzeitig eine hohe Energiedichte zu gewährleisten.

Darüber hinaus wird in den Batteriezellen des Kia Soul EV ein spezieller Sicherheits- und Schutzseparator verwendet. Der Separator bestimmt die Sicherheit und die Lade-/Entladegeschwindigkeit der Batterie. Er verfügt über eine verbesserte Hitzebeständigkeit, die die Zelle vor Hitze oder Feuer schützt, indem sie ein Schrumpfen des Separators verhindert, wenn die Temperatur der Zelle über das normale Maß ansteigt.

Zusammen verbessern die niedrige elektrische Resistenz der Batteriezelle, die richtige Temperaturregelung des Batteriesystems und die genaue Berechnung des Ladezustands die Ladeleistung und ermöglichen so eine hervorragende „Schnellladezeit“ von 25 Minuten (100 kW DC) oder 33 Minuten (50 kW DC). Die vollständige Ladezeit beträgt je nach Stromquelle bis zu fünf Stunden (6,6 kW AC).

Das im Soul EV verwendete Elektrolytadditiv verhindert die Verschlechterung der Batterieleistung bei niedrigen und hohen Temperaturen, erweitert den Temperaturbereich der Batterienutzung und verringert die Schwankung der Reichweite je nach Wetterlage.

Kaltes Wetter ist bekanntermaßen feindlich für eine Batterie, und der Soul EV verfügt über eine Batterieheizung, die die Batterie aufwärmt, während das Auto an das Stromnetz angeschlossen ist, bevor es genutzt wird. Dies trägt dazu bei, unabhängig von der Außentemperatur eine optimale Batterieleistung aufrechtzuerhalten.

Für maximale „aktive Sicherheit“ ist das Batteriemodul mit einer Überladeschutzeinrichtung ausgestattet, die den Hochspannungskreis unterbricht, falls es aufgrund von Überladung zu einem Anschwellen der Batteriezelle kommen sollte.

Die Optimierung der Rohstoffe für die Morphologiekontrolle und Oberflächenbeschichtung der Kathode, die Oberflächenbeschichtung der Anode und das Elektrolytadditiv sowie die hervorragende mechanische Festigkeit des Separators gewährleisten eine klassenbeste Haltbarkeit und Sicherheit der Zelle.

Hintergrund zu Batterien

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist ein wiederaufladbarer Akku, der die elektrische Energie als chemische Energie speichert und bei Bedarf nutzt. Die Lithium-Ionen wandern während des Ladens von der Kathode zur Anode und während des Entladens von der Anode zur Kathode. Der Elektrolyt ist als Medium für den Transfer der Lithium-Ionen notwendig, und der Separator ist notwendig, um Anode und Kathode elektrisch zu trennen.

Im Allgemeinen besteht die Kathode aus schweren Oxiden und kann weniger Strom pro Gewicht speichern als die Anode, die aus leichten Kohlenstoffen besteht. Um die Energiedichte (Energie pro Gewicht) des Akkus zu erhöhen, ist es wichtig, die von der Kathode gespeicherte Strommenge zu erhöhen, da die Strommenge zwischen Kathode und Anode ausgeglichen sein muss.

Lithium-Ionen-Polymer-Batterie ist der gebräuchliche Name für den Batterietyp, der „Pouch-Folie“ als Verpackungsmaterial verwendet. Der Name Lithium-Ionen-Batterie bezieht sich auf den Batterietyp, der eine Metalldose als Verpackungsmaterial verwendet.

Die Vorteile einer Lithium-Ionen-Polymer-Batterie (im Vergleich zu normalen Lithium-Ionen-Batterien) sind: höhere Effizienz durch den einfachen Zellaufbau (weniger Teile), geringere Kosten, erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit (dank besserer Wärmeableitung und interner Druckkontrolle), einfache Herstellung in verschiedenen Kapazitäten und Formen.