Batterieanlagen hoher Leistung
Die Energiespeicherung – insbesondere in Elektrofahrzeugen – erfordert im besonderen Maß Batterien, die hohe Energiedichte, geringen Innenwiderstand und geringe Selbstentladung aufweisen. Beim heutigen Stand der Technik entsprechen vor allem Batterien auf Lithium-Ionen-Basis diesen Anforderungen.
Ab einer Verbraucherleistung von ca. 1 kW ist eine Batteriespannung größer 100 VDC von Vorteil, damit die Ströme in einem moderaten Bereich bleiben. Eine sinnvolle Obergrenze dürfte zur Zeit für viele Anwendungen bei ca. 1000 VDC liegen. Für die an der DC-Spannung betriebenen Stromrichter lassen sich dann herkömmliche leistungselektronische Bauelemente (z. B. IGBTs) mit einer Sperrspannungsfestigkeit von 1700 V verwenden.
Die Nennspannung einer einzelnen Lithium-Ionen-Zelle liegt gewöhnlich im Bereich von 3,6...3,7 V. Um den genannten Spannungsbereich von 100…1000 V zu erreichen, ist somit die Reihenschaltung einer Vielzahl von Zellen erforderlich. Diese erfolgt zweckmäßigerweise gestaffelt, d. h. zunächst wird eine definierte Anzahl von Zellen zu einem Batteriemodul zusammengefasst. Aus der Reihenschaltung von Modulen wird dann ein kompletter Batteriestrang gebildet. Bei Verwendung entsprechend leistungsstarker Einzelzellen können durch die Parallelschaltung von Batteriesträngen auf diese Weise schon heute Fahrzeug-Batterieanlagen im MWh-Bereich aufgebaut und betrieben werden; siehe z. B. [1].