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Systemverhalten von Lithium-Ionen-Zellen

Entwicklung von Algorithmen zur Beschreibung des elektrischen und thermischen Systemverhaltens von Lithium-Ionen-Zellen für stationäre und Traktionsanwendungen

Zum Bau von Lithium-Ionen-Batterien mit großem Energieinhalt und hoher Nennspannung müssen die Eigenschaften der Einzelzellen bekannt sein. Innerhalb der Betriebsgrenzen müssen zu jedem Zeitpunkt die Spannungsantwort auf eine Leistungsanforderung (Laden und Entladen) und die Rückwirkungen auf die Zelltemperatur und den Ladezustand berechnet werden können. Nur so kann für eine Anwendung der richtige Zelltyp und die geforderte Kapazität festgelegt und die Batterie bzgl. ihres thermischen Managements und sonstiger Anforderungen korrekt ausgelegt werden. Zur Beschreibung der Zelleigenschaften wurde am Institut für Elektrische Energietechnik bereits ein Modell auf Basis von Matlab/Simulink entwickelt und es liegen Messungen über das Verhalten von Zellen vor. Dieses Modell ist weiterzuentwickeln und zu verallgemeinern, so dass es mit den Ergebnissen möglich wird:

ein Messprogramm zur Charakterisierung von Lithium-Ionen-Zellen vorzuschlagen, die aus den Messungen gewonnen Parameter für ein Zellmodell zu verwenden und das Verhalten der Zelle (im wesentlichen Spannung und Temperatur) in Abhängigkeit vom Anfangszustand mit einer Zeitauflösung von ca. einer Sekunde zu berechnen.

Ansprechpartner : Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck
Dr. rer. nat. Heinz Wenzl
Dipl.-Ing. Ralf Benger
 

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