Integration von Lithium-Ionen-Batterien auf Ubooten
Dr.-Ing. Andreas Buchen
Seit über einem Jahrhundert werden fast ausschließlich Bleibatterien als elektrochemische Energiespeicher auf U-Booten eingesetzt. Im Vergleich zu neuen Batteriesystemen, wie den Lithium-Ionen Batterien aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik, weisen sie jedoch große prinzipielle Nachteile auf, wie beispielsweise geringe Leistungs- und Energiedichte. Um die Vorteile der neuen Lithium-Ionen Technologie auf U-Booten nutzen zu können, beauftragte TKMS die Entwicklung einer großformatigen Lithium-Polymer Batterie Zelle. Bei Ausnutzung des gleichen Batterieraumvolumens wie zuvor bei der Bleibatterie, steht unter Volllast fast das 4-fache an Energie zur Verfügung und unter Schleichfahrtbedingungen das 1,5-fache. Weitere Vorteile des neuen Batteriesystems ergeben sich durch seine Wartungsfreiheit und durch wenige Batteriehilfseinrichtungen. Die Sicherheit der eingesetzten Lithium Ionen Technologie ist durch ein robustes Zell und Moduldesign, eine umfassende Zellüberwachung und ein neues Fahranlagenkonzept gewährleistet, um die besonderen Anforderungen zu erfüllen.
Integration of Lithium Ion Batteries for Submarines
Since more than one century, almost exclusively lead-acid batteries were used as electrochemical energy storage on submarines. In comparison with new battery systems like lithium-ion batteries, well known from consumer electronics, lead-acid batteries have fundamental drawbacks such as poor power and energy density for example. To benefit from the new lithium-ion technology for submarine batteries, TKMS have entrusted the development of a large dimensioned lithium polymer battery cell. With the same battery volume as that used before for the lead-acid battery, nearly 4 times more energy can be used under high power conditions and 1.5 times more under most economic cruising conditions. Further advantages arise from few auxiliary systems and no maintenance. The safety of the lithium-ion technology is ensured by a robust cell and module design, by extensive monitoring of each single cell and a new propulsion system concept for the special requirements.
