Projektablauf


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Beratung

Rund um Ihr angestrebtes Projekt stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite. Auch Ideen führen wir anhand von Machbarkeitsstudien und Marktanalysen zu Projekten weiter.

2

Planung

Bereits in der Planungsphase können wir auf ein großes Netzwerk von Spezialisten für die unterschiedlichsten Bereiche zurückgreifen.

3

Umsetzung

Nach gemeinsamer Planung eines Projektes, begleiten wir Sie selbstverständlich bei der Umsetzung, dem Prototyping und der ersten Kleinserie.

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Produktion/Übergabe an den Kunden

Die Produktion stellt den letzten Schritt zum Ziel dar. Hierbei können Sie die Produktion entweder in Ihrem Hause oder mit Hilfe unserer Partner durchführen.


EnergyTube, die smarte Zellverpackung

In den letzten Jahren hat sich das Wort "smart" in Deutschland weitestgehend eingebürgert. Im Alltag ist von smarten Anwendungen, smarten Systemen und smarten Geräten häufig die Rede. Doch was viele nicht wissen, ist die eigentliche Bedeutung des englischen Wortes "smart". Diese umfasst neben "schlau", "elegant" und "intelligent" auch "klein" und "handlich". Genau diese Adjektive beschreiben die ropa EnergyTube. Sie ist im Gegensatz zu vielen heute auf dem Markt befindlichen Batteriesystemen das einzige wirklich smarte System.

Die Abbildung zeigt eine Einzeltube von EnergyTube.

Smart durch Kommunikationskonzept:

  • EnergyTube kommuniziert untereinander über den eingebauten Kommunikationschip, der sich in jedem Steckverbinder befindet
  • Daten zum Ladungszustand, Temperatur, Kapazität, Funktionsumfang und Leistungszyklen werden ausgetauscht
  • EnergyTube kann Informationen zu Zellgesundheit, Messwerten, Statusinformationen und Funktionsanforderungen bereitstellen und verwalten

Smart durch Schwarmintelligenz im Verbund:

  • EnergyTube bildet im Verbund der einzelnen Tuben eine Schwarmintelligenz
  • Selbstständiger Aufbau eines organischen Stromnetzes und der Ladungsverteilung im Verbund durch die Tuben
  • Verbundene Reduktion der Kommunikation ermöglicht eine theoretisch unendlich große Batterie
  • Eine angeschlossene Anwendung stellt eine Bedarfsanfrage an ein Energienetz aus EnergyTubes und prüft Prioritätskonflikte
  • Je nach Informationsstand über Entnahme-, Einspeisepunkte sowie Wechselbarkeiten und Zellzustandsdaten in einem Verbund kommt es auf Grund der Schwarmintelligenz zu entsprechenden Ladungsverschiebungen

Smart durch zentrale Zustandsdokumentation:

  • Über Ladesysteme wird der Informationsfluss zu einem Zentralserver gewährleistet
  • Durch den Informationsfluss lässt sich ein Mietmodell etablieren, da jede EnergyTube mithilfe der Unique ID exakt zuzuordnen ist

Elektrische Energie sicher, preisgünstig und flexibel zu speichern ist die Grundlage für den Energiewandel

Durch Zusammenstecken einzelner EnergyTubes entsteht ein selbstorganisierender elektrischer Speicher in beliebiger Größe. Durch die integrierte Sensorik, den Chipsatz und die Softwareplatine überwacht sich EnergyTube selbst, stellt Selbstüberwachung, Kommunikation mit Schwarmintelligenz bereit und ermöglicht den selbstständigen Aufbau eines organischen Stromnetzes. Die Schwarmintelligenz kennt dabei keine Hierarchien. Eine einzelne EnergyTube kommuniziert somit nur mit der vorigen/nächsten EnergyTube. Dadurch reduziert sich die Netzkommunikation enorm und die Information fließt direkt durch das organische Netz zum Verbraucher. Gezielt wird bei EnergyTube eine stabile kleine Bauform gewählt, die sicherheitstechnisch beherrschbar und unbedenklich ist. Die Verwendung von 18650 Standardzellen eröffnet eine große Auswahl an Zellchemien, Zellherstellern und Leistungscharakteristika. Für den Anwender entsteht ein neuer Standard, den er in beliebig vielen Endgeräten manuell teilautomatisiert oder vollautomatisiert, je nach Bedarf einsetzen, entnehmen und wechseln kann. So kann durch die Anzahl der eingesetzten Packs die Leistungsfähigkeit, die Kapazität und das Gewicht des Energieträgers für eine Anwendung gewählt oder je nach Einsatzzweck verändert werden. Eine Ladungsverlagerung zur Erfüllung der Be- und Entladestrategie kann dabei von der Anwendung durchgeführt werden. Durch eindeutige Identifikation und durch die Dokumentation der Zustands- und Zyklusdaten kann sowohl ein Verkaufs- als auch ein Vermietsystem realisiert werden. Hierbei können Batterien unterschiedlichster Alterungs- und Zellzustände durch Datenaustausch, Ladungsverlagerung und Selbstschutzsysteme problem- und gefahrlos miteinander vernetzt werden.

Die Abbildung zeigt eine mögliche Tauschstation von EnergyTube.

Abgrenzung zum Markt:

Billig durch Massenfertigung kleiner Einheiten

  • Der Aufbau basiert auf dem weltweit verbreitetsten Batteriezellstandard 18650 mit einer breiten Auswahl an Zellchemie, Zellherstellern und Leistungsfähigkeiten sowie den ausgereiftesten Herstellungsprozessen
  • Der bei Massenfertigung erzielbare Preis liegt zwischen 220€ und 280€ pro kWh (22€-28€ pro EnergyTube).
    Die Kosten für Traktionsbatterien hingegen liegen zwischen 600€ und 1000€ pro kWh, bei Solarspeichern und Pedelecs sogar zwischen 800€ und 2800€
  • Es besteht die Möglichkeit, 18650- Zellen in allen Preis-/ Leistungsklassen einzusetzen und von beliebigen Herstellern zu beziehen
  • EnergyTube ist in sehr hohen Stückzahlen vollautomatisiert fertig- und recycelbar
  • Die Lebensdauer der einzelnen EnergyTube beeinflusst nicht die des Verbundsystems
  • Kleine standardisierte Einheiten eröffnen völlig neue Vertriebswege für Batterien
  • Neue Infrastruktursysteme für elektrische Energie können in Anlehnung an die erprobten Konzepte der Getränkeindustrie entstehen

Sicher durch kleine, kompakte Einheiten

  • EnergyTube ist so dimensioniert, dass sie nicht als Gefahrgut eingestuft werden muss. Auch größere Netze sind kein Gefahrgut, da im Verbund keine Gefährdungserhöhung entsteht
  • Der Ausfall einer EnergyTube beeinflusst nicht die Funktionalität des Verbundsystems, daher kann sich im Zweifelsfall die einzelne Einheit sehr früh zurückregeln und schrittweise abschalten wenn sich der Zustand nicht bessert
  • Es besteht keine thermische Abhängigkeit des Verbundsystems von einzelnen Energie-Speicherelementen
  • Einfache, ungefährliche Austauschbarkeit von Einzelkomponenten innerhalb eines Verbundsystems ist auch bei laufendem Betrieb möglich
  • Die zylindrische und kleine Bauform gewährt eine sehr hohe mechanische Sicherheit und Stabilität

Universell, flexibel, vielseitig durch modulare Skalierbarkeit

  • Flexible Mehrfachnutzung in unterschiedlichsten Anwendungen wird, durch die Möglichkeit mehrere EnergyTubes beliebig zusammen stecken zu können, möglich
  • Ein geschlossenes Miet- und Tauschmodell wird durch Identifizierbarkeit und Kommunikation möglich
  • Durch ein einfaches Steckverbindersystem kann Kapazität und Leistung des EnergyTube Verbundes vom Anwendungsentwickler, Distributor und Endverbraucher selber gewählt werden

Anwendungsunabhängig durch flexiblen Applications-Connector

  • EnergyTube kann Energie sicher und ohne Fachwissen zu- oder abgeführt werden
  • Der Energiefluss kann anwendungsspezifisch geregelt und abgesichert werden
  • Zu- oder abgeführte Energie wird gemessen und dokumentiert
  • Um die Anbindung an Datenspeichersysteme, Abrechnungssysteme, Sicherheitssysteme, Monitoringsysteme usw. zu ermöglichen, kann eine Datenkopplung mit externen Systemen (z. B. Internet, smartGrids) hergestellt werden

Zuverlässig durch den Einsatz bewährter Konfigurationen

  • Durch den Einsatz des weltweit verbreitetsten Zellstandards, wird höchste Zuverlässigkeit gewährleistet
  • Der Einsatz von 12 Zellen, die Zellüberwachung und das Alterungsverhalten in unterschiedlichen Anordnungen hat sich in Laptops und Power Tools seit 20 Jahren im Hinblick auf Stabilität und Zuverlässigkeit bewährt
  • EnergyTube kann defekte oder schwache Zellen, im Gegensatz zu herkömmlichen großen Batteriepacks, deren Leistung immer durch die schwächste Zelle definiert wird, einzeln abschalten
  • Durch die kompakte Bauform gehören Kühlungsprobleme wie Hitzestau der Vergangenheit an

Die Abbildung zeigt einen Verbund von EnergyTubes in der Verwendungsmöglichkeit als Stromquelle.

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Elektrische Fahrzeuglenkung

Bei der Entwicklung der elektrischen Fahrzeuglenkung lag unsere Zuständigkeit in den folgenden Schwerpunkten:

  • Motordimensionierung
  • Motorsteuerung (gehäuseintegriert)
  • Sensorikentwicklung
  • Konstruktive Adaption an Anflanschpunkte

Zum Einsatz kommt die Lenkung in den Fahrzeugen GG Quad und GG Taurus der Firma Grüter + Gut GmbH.

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Fahrradantrieb

Der Ursprung dieses Projekts war der Auftrag eines Kunden, einen Fahrradantrieb zu entwickeln. Aufgrund unzureichender Projektfinanzierung stieg dieser aus dem Projekt aus. Das begonnene Projekt wurde in Folge dessen neu entwickelt und zu einem großserienfähigen Mittelmotorantrieb für Elektrofahrräder vorangetrieben.

Die Grundlagenentwicklungen sind abgeschlossen. Damit befindet sich das Projekt an einem Punkt, an dem mit einem Partner oder Kunden entsprechend seiner Vermarktungsziele die Dimensionierung der Prototypenserie für eine Großserienfertigung erfolgen kann.

Tretantrieb, Elektroantrieb und Schaltung in einer elektronischen Antriebseinheit

Der elektronische Pedelec Antrieb vereint durch das Zusammenführen von Elektroantrieb, Tretantrieb und elektronischem Schaltgetriebe die Vorzüge des Mittelmotors mit denen des Radnabenmotors und erweitert das Spektrum zur Fahrzeugkonzeption. Dies ermöglicht das Weglassen der meist überforderten Standard-Fahrradkomponenten, wie Schaltung, Schaltzüge, Bedienkomponenten und die mechanische Hinterradbremse, welche oftmals begrenzende Faktoren darstellen. Hinzu kommt ein hoher Kommunikations- und Dokumentationsgrad zwischen Motorsteuerung, Batterie, Ladegerät, Bedienteil, Software-Anwendungen und Serversystemen.

Das Kommunikationskonzept

  • Auslesbares Sensordaten- und Benutzerprotokoll erleichtert die Nachvollziehbarkeit von Störfällen.
  • Kommunikation zwischen Batterien, Motorsteuerung, Ladegerät und Bedienteil verhindert eine Überlastung, und lässt Defekte frühzeitig erkennen.
  • Durch den Einsatz einer Zentralen Serverdatenbank können systematische Ursachen für Störfälle erkannt und vermieden werden.
  • Über das zentrale Serversystem können an den einzelnen Komponenten Softwareupdates durchgeführt werden.

Neue Dimensionen der Fahrzeuggestaltung:

  • Cleaner Lenker/Cockpitgestaltung
  • Einfachere Bedienbarkeit
  • Unbegrenzte Übersetzungsverhältnisse
  • Mehr Drehmoment und Leistung am Hinterrad möglich
  • Rekuperation/Energierückgewinnung mit Zentralmotor möglich
  • Reduktion der technischen Komponenten
  • Elektronische Rücktrittbremse möglich
  • Teurer und problematischer Tretsensor entfällt
  • Im Vollastbetrieb schaltbar
  • Oktalink, Truvativ oder 4-Kant Verzahnung möglich
  • Fahrzeugklasse kann durch Benutzeridentifikation variabel gestaltet werden.
  • Jeder gewohnte Gangschaltungs- oder Automatikbetrieb kann simuliert werden.
  • Das Vortriebsverhalten ist frei definierbar.
  • Ein intelligent lernendes Getriebe ist realisierbar.
  • Antrieb und Fahrzeug können für ReHa Zwecke eingesetzt werden. Eine therapeutische Justierbarkeit der benötigten Kraft am einzelnen Pedal ist genauso möglich wie Tretkraftunterstützung und Übersetzung in Abhängigkeit der Herzfrequenz.
  • Der Einsatz als Hometrainer kann ohne drehendes Hinterrad realisiert werden. Hierbei ist das Nachfahren der Lieblingsstrecke bei gleichzeitigem Laden der Batterie ein denkbares Szenario.

Wirtschaftliche Vorteile des elektronischen Pedelecs:

  • Die Anfälligkeit sowie Garantie- und Servicekosten des Gesamtfahrzeuges werden durch das Ersetzen der Schaltungs-Komponenten reduziert.
  • Fahrzeug- und Montagekosten werden durch das Ersetzen der Schaltungskomponenten gesenkt.
  • Die sonst aufwändige Schaltungsjustage entfällt ebenfalls.
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Flugantriebssysteme

Hierbei wurde ein Motor und Batteriekonzept entwickelt welches sich je nach Einsatzzweck in Leistungsfähigkeit und Kapazität an den Kundenwunsch anpassen lässt.

Momentan befinden wir uns hier in Verhandlungen zum Einsatz des Antriebssystems in Gleitschirmsystemen, Ultraleichtfliegern und Motorseglern.

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Elektrische Pumpensysteme

Der Aufgabenschwerpunkt bei der Entwicklung dieses Pumpensystems war die Dimensionierung eines Motors gepaart mit einer hochpräzisen Motorsteuerung um das Zumischen von Additiven in Löschanlagen für Löschfahrzeuge genau dosieren zu können.

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Projekthistorie

Hier finden Sie die einzelnen Stationen, die Chefentwickler Johannes Dörndorfer im Laufe der Jahre seiner Arbeit bereits passiert hat.

1992

Entwicklung eines elektrischen Motorrads auf Honda Dax Basis mit eigenen Asynchronumrichter, eigenem Prozessorgesteuerten Ladesystem und NiCd-Batterie aus 180 Einzelzellen. Erfolgreiche Teilnahme an mehreren Elektro-Rennveranstaltungen.

Entwicklung erster Umrichter für Radnabenmotoren der Firma Barth für Elektrische Simson Roller auf 24V Technik und 2* 3kW Dauerleistung. Rekordfahrt mit Radnabenantrieb und Bleibatterien von über 100 km mit einer Ladung.

1993

Mitbegründer und Zweiter Vorsitzender des Verein Extra Energy.
http://www.extraenergy.org

1994

Entwicklung und Durchführung des Weltweit ersten E-Fahrradtests für ExtraEnergy

Radnabenmotorentwicklung in Glauchau/Sachsen bei der FGW für Roller/PKW und Rollstühle











Umbau Horlacher City I mit Radnabenmotoren 2x 10 kW 48V. Erstes zugelassenes Radnabenfahrzeug der Schweiz.










Info bei www.horlacher.com

1995

Erfindung des ersten kraftunterstützen Rollstuhl mit Radnabenmotoren -> Lizenzvergabe an die Firma Alber

1998

Erfindung Tag- / Nachtsimulation für Aquarien für Beleuchtung und Temperatur

2001

Weiterentwicklung des Produktes e-motion von Alber zur einseitigen Bedienung des Rollstuhls

2002

Entwicklungen für und mit der Firma HB-Laserkomponenten im den Bereichen Hochfrequenzmodulierbare Laserdiodennetzteile für Sichtbare Laser, Laser-Scannersysteme, Hochpräzise Peltier-Temperaturregelung. Lasersicherheitssysteme

Seit 2002: Entwicklung von Batteriepacks auf Lithium-Basis und Konstruktion dazu passender Batterie-Überwachungs-Systeme und Ladesysteme für EOD Roboter. Integration von ersten EnergyBus Protokollen auf RS485 Basis

Erste Überlegungen für EnergyBus für den Batterietest mit der Deutschen Post / DHL
Info bei www.energybus.info

2002-2005

Konzept und Durchführung Batterie-Feldtest mit der Deutschen Post für die damals noch neuen Lithium-Batterien


Artikel auf www.extraenergy.org

2005

Konzeption eines Sicherheitstest für Lithium Packs und Technische Ausstattung des ersten und zweiten BATSO-Testlabors.
Info bei www.extraenergy.org

2007

Gründungsmitglied des EnergyBus e.V. für die Standardisierung des EnergyBus für LEVs
Info bei www.energybus.info

Umsetzung EnergyBus auf CANopen Basis für EOD-Roboter und Militärischen Anwendungen. Erster Betrieb von bis zu 8 Parallelen Packs auf Fahrzeugen und 32 Packs an einem Zentralen Ladesystems. Dabei erfolgreicher erster Hybridbetrieb von NiMH und Lithium. Dabei erfolgreicher erster Hybridbetrieb von Akkus unterschiedlicher Alterung und Gesundheitszustand.

2009

Entwicklung und Umsetzung in Hard- und Software von EnergyBus in einem Pedelec-Projekt für Display, Sensor, Motor, Batterie und Ladesystem.

2011

Patentanmeldung zum Thema: Modulares Fahrzeugkonzept, mit dem Verein EnergyBus e.V.


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