Steigende elektrische Anforderungen in Kraftfahrzeugen in den letzten sowie in den kommenden Jahren werden eine durchgängige Erfassung aller Batterieparameter notwenig machen. Die Anforderungen reichen von einer Erhöhung des Komforts durch X-by-Wire Systeme bis hin zur Hybridisierung von Kraftfahrzeugen zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs. Um eine maximale Batterienutzung zu ermöglichen und hierbei komfort- und sicherheitsrelevante Funktionen zu berücksichtigen, ist die Kenntnis des aktuellen Ladezustandes notwendig. Ein zu hoher Batterieladezustand verringert z.B. den Wirkungsgrad des hybdridisierten Fahrzeugs, da nicht mehr die ganze zur Verfügung stehende Bremsenergie in die Batterie zurückgespeist werden kann. Ein zu geringer Ladezustand hingegen, führt zu Funktionsstörungen wie eingeschränkter Startbarkeit des Fahrzeugs oder fehlender Unterstützung des elektrischen Antriebs. Um bestehende Nachteile verschiedener aus der Literatur bekannten Verfahren zu umgehen und detailliertere Kenntnisse über das elektrische Verhalten von Bieiakkumutatoren zu gewinnen, wird im Beitrag die elektrochemische Impedanzspektroskopie zur Zustandsbestimmung herangezogen. Parallel zu den Messungen, welche die Möglichkeit aufzeigen sollten, den Ladezustand mittels Impedanzspektren beim Entladen zu detektieren, wurden Versuche bei unterschiedlichen Ladeströmen vorgenommen. Es wurde dargestellt, welche Einflussfaktoren sich signifikant auf gemessene Impedanzspektren auswirken. Bei Kenntnis aller Randbedingungen bietet die elektrochemische Impedanzspektroskopie eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter, welche sich zu einer Ladezustandsbestimmung nutzen lassen. Die Übertragung der Ergebnisse auf einfache Messmethoden wie z.B. der Messung bei einer festgelegten Frequenz scheint generell möglich. Da der Betrag des Imaginärteils des Scheinwiderstandes im diffusionslimitierten Bereich größer ist, scheint dort eine Ladezustandsbestimmung bei einer Frequenz sinnvoller.
Die elektrochemische Impedanzspektroskopie als Werkzeug zur Zustandsbestimmung
Electrochemical spectroscopy - a tool for state of charge estimation
2004
14 Seiten, 16 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
Conference paper
German
Nichtlineare elektrochemische Impedanzspektroskopie an Lithium-Ionen Batterien
TIBKAT | 2020
|Support Vector Machine basierte Zustandsbestimmung
Springer Verlag | 2016
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