Batterie

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Shi Li

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  Lithium Ionen Batterie RWTH Aachen | VKA

Neben der Forschung und Entwicklung von Verbrennungsmotoren hat das Institut seit mehr als zehn Jahren auch seine Kompetenz im Bereich Elektromobilität erweitert. Zu den Aktivitäten gehören die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen (BMS), Simulationsmodellen und Diagnosealgorithmen sowie die Batteriezellencharakterisierung und die Batterielebensdauerprüfung.

Experimentelle Untersuchung
Für den Simulations- und Validierungsprozess zur Erforschung neuartiger Batterietechnologien sind unterschiedliche Messungen erforderlich. Die Charakterisierungen des elektrischen Verhaltens, des thermischen Verhaltens und des Alterungsverhaltens kann am VKA selber durchgeführt werden. Ebenso wurde im Zusammenwirken mit dem CMP ein Batterieprüfstand aufgebaut, der für eine Vielzahl von thermischen Tests zur Verfügung steht. Hier ist es möglich, unter kontrollierten thermischen Bedingungen Batterien in einem Spannungsbereich von 0 bis 800 V und einer Spitzenleistung von bis zu 300 kW zu vermessen.

 

Zellmodellierung
Forschungen auf dem Gebiet der Modellierung werden auf verschiedenen Arten am VKA durchgeführt. Hierbei wird nicht nur die empirische und elektrische Ebene betrachet, sondern auch die sehr detaillierte elektrochemische Ebene. So wurde z.B. im Rahmen des NanoLiBa-Projektes, das von der DFG unterstützt wurde, die Methodik zur Analyse der sehr detaillierten und komplizierten Elektrodengeometrie entwickelt.

  Lithium Ionen Temperaturverhalten RWTH Aachen | VKA

Thermisches Management
Das thermische Management ist entscheidend für die Anwendung des Batteriesystems in der Elektromobilität. Innerhalb eines von BMWi unterstützten Projektes wurde bei der Analyse des thermischen Managements unter realistischen EV-Betriebsbedingungen eine Kombination aus einem äquivalenten Stromkreis-Batteriemodell und einem 3D-Finite-Elemente-Thermomodell verwendet. Für die Modellkalibrierung wurden Temperatur- und elektrische Potentialmessungen durchgeführt, die auf Zellen- und Modulebene durchgeführt wurden.

  Battery management system FEV Europe GmbH

Batterie-Management-System
Für eine sichere und effiziente Nutzung des Batteriesystems in elektrifizierten Fahrzeugen ist ein Batteriemanagementsystem (BMS) erforderlich. Im Rahmen des Projekts "Europahybrid" hat das VKA in Zusammenarbeit mit der FEV Europe GmbH einen prädiktiven Batteriemanagement-Algorithmus in EV- und HEV-Anwendungen entwickelt. Dieser Algorithmus erlaubt die Vorhersage des elektrischen und thermischen Zustands der Batterie auf der Grundlage des Zellenwiderstandes und der Spannungsgradienten.