Die Entwicklung von Energiespeichersystemen (ESS) insbesondere beim Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien ist eine komplexe Aufgabe, bei der chemische, thermische, mechanische und elektrische Phänomene auftreten. Spezielle, auf die ESS abgestimmte Methoden sollten verwendet werden, um deren Sicherheit zu garantieren, die Komplexität zu bewältigen, Probleme rechtzeitig zu erkennen, die Kritikalität eines Ereignisses im Vergleich zu anderen zu bewerten und Lösungen zu finden. Bei der Material und Zellentwicklung wählen sie detaillierte elektrochemische Modelle. Üblicherweise handelt es sich hier um komplexe, nicht-lineare 3D-Multiphasenmodelle. Für diese Modelle sind hohe Rechnerkapazitäten erforderlich - daher können sie nicht für die Simulation des gesamten Fahrzeugs verwendet werden. Deswegen entscheidet man sich für vereinfachte Modelle. Das einfachste Modell zieht Messtabellen heran. Jedoch sind für diesen Ansatz Messwerte erforderlich, die nicht immer vorliegen. Darüber hinaus gilt es zu beachten, dass Fahrzeuge und ihre Energiespeichersysteme parallel entwickelt werden. Daher benötigt man andere Simulationsansätze. Ein effektiver Ansatz verwendet pseudo-physikalische Modelle, in denen empirische Gleichungen mit physikalischen gemischt werden. So erzielen die Ingenieure zuverlässige und exakte Ergebnisse. Zudem ist das Speichersimulationsmodell einfach genug, um echtzeitfähig zu sein. Dieses Feature ist wesentlich für die Entwicklung des Energiemanagements und seine Validierung auf dem Hardware-in-the-loop-Prüfstand.
Sicherheitsrelevantes Design von Lithium-Ionen-Batterien
Safety related design of lithium ion batteries
ATZ-Elektronik ; 4 , 1 ; 12-19
2009
8 Seiten, 9 Bilder, 1 Tabelle
Article (Journal)
German
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