"Ja, mir san mit'm (E-)Radl da"....Während der Originalsong ohne den elektrischen Zusatz funktioniert, nutzte das Förderprojekt "Bat2share" genau dieses Zusammenspiel.

Konkret wurde ein neuartiges „Battery as a Service“ (BaaS) Konzept entwickelt und getestet, welches auf dem e-Bike Nachrüstsatz „add-e“ vom Projektpartner GP Motion aufbaut, mit dem jedes herkömmliche Fahrrad elektrifiziert werden kann. Während Fahrrad und Antrieb im Privatbesitz sind, wird die notwendige Batterie zum Antrieb nur im Bedarfsfall ausgeliehen, wenn man gerade nicht selbst in die Pedale treten kann oder will. Wie bei vielen anderen Sharing-Anwendungen wird der Verleih via Smartphone-App und kontaktloser Datenübertragung abgewickelt. Das übergeordnete Ziel des Projektes war es, den CO2-Fußabdruck von Elektrofahrrädern zu verringern und eine kostengünstige Alternative zum E-Bike-Kauf anzubieten.

"Von null auf hundert"

Das kürzlich abgeschlossene Projekt lieferte einen Prototyp für eine modulare, d.h. beliebig erweiterbare, Akkulade- und Wechselstation für e-Bike Akkus. Die dafür benötigte Leistungselektronik (system of multiple bidirectional DC/DC chargers) wurde vollständig vom Power Electronics Team in SAL Villach entworfen und gefertigt. Einige Mitarbeiter:innen am Standort Villach hatten sich bereit erklärt, über mehrere Monate am Battery-Sharing Testprogramm teilzunehmen, indem sie mit dem e-Bike zur Arbeit kamen und die Akkus in der Bat2share Station hinter dem HTC2 Gebäude aufladen ließen. Die Ladestation selbst konnte mittels Photovoltaik energieautark betrieben werden. Als Energiespeicher vor Ort dienten gebrauchte Batterien aus dem Sharing-Betrieb, die nicht mehr gut genug waren, um als Trethilfe zu dienen, aber noch über genug Ladeleistung verfügten, um im Verbund mit anderen Altbatterien Energie aus erneuerbaren Energiequellen zu speichern.

Im Zuge dessen wurden darüber hinaus Algorithmen für das Energiemanagement einer Battery-Sharing und Charging Station für Batterien von sogenannten "small electric vehicles" (SEV), zu denen auch E-Bikes gehören, untersucht. Von besonderem Interesse war dabei die Analyse des Nutzerverhaltens, d.h. wann welcher Nutzer voraussichtlich eine Batterie bringen/holen wird und wie viel Energie welcher Nutzer benötigt (= Demand Management).

Herbert Hackl, Senior Scientist in der Forschungsgruppe Coexistence & Electromagnetic Compatibility (CEMC) bei SAL in Graz, fasst die Ergebnisse wie folgt zusammen: "Das Projekt war besonders herausfordernd, da es eine Vielzahl technischer Disziplinen benötigte. Diese reichten von der Elektronikentwicklung über die Softwareentwicklung bis hin zum Datenmanagement. Konkret umfasste die Forschungsarbeit im Projekt Bereiche wie die Batterieelektronik inkl. mechanischem Gehäuse, die hardwarenahe Steuerung mit Mikrocontroller, die Systemsteuerung mit PC, die Anbindung an das Internet, die Systemüberwachung und -steuerung in der „Cloud“ mit einem eigens entwickelten Algorithmus, das Nutzer- und Datenmanagement sowie die Entwicklung einer Smartphone-App für die Nutzer. Wir haben bei null angefangen und ein komplett neues, cloudbasiertes Batterieverleihsystem mit der dazugehörigen Hard- und Software sowie allen Schnittstellen, nicht zu vergessen die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, aufgebaut."

Erkenntnisse als Ausgangspunkt für weitere Projekte

Das Team konnte während seiner Arbeit wertvolle Erfahrungen im Umgang mit Li-Ionen Akkus sammeln. Die entwickelten Algorithmen für Lade- und Energiemanagement werden nun im Projekt DIVERGENT weiterverwendet, welches über dieselbe FFG Ausschreibung wie Bat2share ("Zero Emission Mobility" vom Klima- und Energiefonds) gefördert wird. Im Rahmen von DIVERGENT erforschen wir dezentrale Entscheidungsfindungsmethoden und -algorithmen zur Unterstützung des intelligenten, bidirektionalen Ladevorgangs bei E-Autos. Das gesammelte Know-how in den Bereichen Laborinfrastruktur, Batterieüberwachung und Lifetime-Management wird darüber hinaus im Projekt ARCHIMEDES weiterverwendet, wo KI-Ansätze zur besseren Einschät­zung des Zustandes der Flug­zeug­an­triebs­bat­terie erforscht werden.

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