Von der Schubkarre zum Knopfdruck: DC-Racksystem für die Batterieforschung

Batterieversuche mit realen Zellen kosten Zeit, bevor sie Ergebnisse liefern. Zellen müssen beschafft, verschaltet, geladen und nach jedem Zyklus regeneriert werden - und sie altern, während man mit ihnen arbeitet. Für ein Forschungslabor heißt das: schwer reproduzierbare Randbedingungen, hoher Handlingaufwand und ein Aufbau, der sich nicht ohne Weiteres von einem Versuch auf den nächsten übertragen lässt.

Gesucht war deshalb eine Quelle, die sich wie eine Batterie verhält, aber wie ein Laborgerät bedienbar ist: frei einstellbar, reproduzierbar, sicher im Zugriff durch wechselnde Nutzergruppen und flexibel genug für unterschiedliche Forschungsthemen von der Batterie bis zur Brennstoffzelle.

Herzstück sind bidirektionale DC-Netzgeräte der Serie Regatron TC.GSS mit 20 kW und 0-500 V DC. Sie speisen und senken Energie im selben Gerät, wechseln innerhalb von Millisekunden zwischen Quelle und Last und speisen die aufgenommene Energie ins Netz zurück, anstatt sie in Wärme umzusetzen. Über die Softwarefunktionen lassen sich das Verhalten einer Batterie und die Kennlinie einer Brennstoffzelle nachbilden - inklusive Innenwiderstand und Lastwechseln, die eine reale Zelle nur einmal mitmacht.

Schulz-Electronic hat die Geräte in zwei Racks integriert und um das ergänzt, was ein Forschungslabor darüber hinaus braucht: eine applikationsspezifische Sicherheitsschaltung, ein Verriegelungskonzept für den Zugriff und die Möglichkeit, beide unabhängigen Racks per Master-Slave zu einem leistungsstärkeren System zusammenzuschalten. Jedes Rack bleibt damit für sich arbeitsfähig - zwei Versuche parallel oder ein großer, je nach Forschungsfrage.

Der Vorlauf vor dem Versuch ist weg. Kein Verschalten von Zellpaketen, kein Nachladen zwischen den Durchläufen, kein Kabelchaos im Labor. Versuchsbedingungen sind einstellbar statt erkämpft und damit von Durchlauf zu Durchlauf reproduzierbar, die Grundvoraussetzung für belastbare Messreihen und vergleichbare Ergebnisse.

Dazu kommt: Die Rückspeisung senkt Energieverbrauch und thermische Last im Labor, das modulare Konzept wächst mit künftigen Forschungsthemen mit, und der Aufbau ist auch für wechselnde Nutzer sicher bedienbar. Einmal einschalten und die Forschung startet.

Er ist frei einstellbar und altert nicht. Spannungslage, Innenwiderstand und Lastprofil bleiben über Wochen identisch - reale Zellen verändern sich mit jedem Zyklus und machen Messreihen schwer vergleichbar.

Sie bildet die Kennlinie eines Stacks elektrisch nach. So lassen sich Leistungselektronik, Regelung und Systemverhalten testen, bevor ein echter Stack im Aufbau steht. Schneller, sicherer und ohne Medienversorgung.

Laden und Entladen laufen mit einem Gerät statt mit Quelle plus Last, und die entnommene Energie geht ins Netz zurück statt in Abwärme. Das senkt Betriebskosten und Kühlbedarf, besonders bei langen Zyklentests.

Ja. Die Racks arbeiten einzeln, können aber per Master-Slave zusammengeschaltet werden. Weitere Einheiten sind ergänzbar - parallel für mehr Strom, in Serie für mehr Spannung.

Rückspeisung statt Heizung.

Klassische Elektroniklasten verwandeln die entnommene Energie in Wärme. Die Klimatisierung des Labors zahlt mit. Ein bidirektionales System speist sie ins Netz zurück. Bei Dauertests, die über Stunden oder Tage laufen, ist das der Unterschied zwischen einem Prüfplatz, der Energie verbrennt, und einem, der sie weitergibt.

Ja. Wir kombinieren Geräte herstellerübergreifend im Rack, entwickeln das Sicherheits- und Bedienkonzept dazu und übernehmen Service und Reparatur in Deutschland.