Seit den frühen 1990ern stellen Lithium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer hohen volumetrischen und gravimetrischen Energiedichten eine Schlüsseltechnologie im Bereich der wiederaufladbaren Batterien dar und wurden in Videokameras, Mobiltelefonen und Notebooks ('3-C-Anwendungen') verwendet. Laufende Verbesserungen haben zurzeit eine neue Welle von Forschungsaktivitäten ausgelöst, um das Anwendungsgebiet von kleinen Batterien mit dem Ziel zu erweitern, zuverlässige Energiespeicher für Fahrzeuganwendungen, z. B. für Hybridfahrzeuge, zu erhalten. Die hohen Energiemengen der großen Lithium-Ionen-Batterien werfen neue Fragestellungen zu den Problemkreisen Sicherheit und Lebensdauer auf und machen Methoden zur Überwachung des Alterungszustandes von Fahrzeugbatterien notwendig. Durch die Beobachtung signifikanter Systemvariablen können in vielen Fällen bevorstehendes Versagen von Einzelzellen oder Batteriepaketen vorhergesagt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Dieser Beitrag gibt eine kurze Übersicht über den aktuellen Stand der Entwicklung von Hochleistungsbatterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Einen Schwerpunkt stellt die Überwachung der sicherheitsrelevanten Systemparameter wie Zellspannung, Systemtemperatur und Gasdruck sowie deren Einfluss auf den Alterungszustand (SOH (State of Health)) der Batterie und der Möglichkeit von Zellversagen. Dabei werden unterschiedliche In-situ-, Ex-situ- und Onboard-Messtechniken erörtert.

    Since the early 1990s Lithium-Ion Batteries have stated a key technology in rechargeable batteries due to their high volumetric and gravimetric energy densities and were first introduced in personal devices like camcorders, cellular phones and mobile computers ('3-C applications') Ongoing evolutionary advances release at present a new spate of research activities to extend the operational area of small-sized batteries with the final aim to achieve reliable energy storage in automotive environments (e.g. hybrid vehicles). High absolute energy amounts of large-scale Lithium-Ion Batteries raise safety and lifetime issues and set demands for methods to monitor the health conditions of batteries for automotive applications. By observing significant system variables, imminent failures of single cells or battery packs are in many cases predictable and suitable counteractions can be initiated. The paper gives a brief introduction to the state-of-the-art of advanced batteries for electric and hybrid electric vehicles. Special focus is put on the monitoring of safety-relevant system parameters like cell-voltage, system temperature and headspace-pressure, their significance on the battery's SOH (state-of-health) and possible cell-failures. Different in-situ, ex-situ and onboard measurement techniques are addressed.


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    Title :

    Condition monitoring of Lithium-Ion Batteries for electric and hybrid electric vehicles


    Additional title:

    Zustandsüberwachung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2009


    Size :

    8 Seiten, 13 Bilder, 3 Tabellen, 18 Quellen




    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English




    Lithium-Ion Batteries for Electric and Hybrid Electric Vehicles

    Olson, John / Smith, Norman / Sheridan, Chris et al. | AIAA | 2006


    Lithium-ion Batteries for Heavy Duty Hybrid Electric Vehicles

    Takeda, N. / European Electric Road Vehicle Association | British Library Conference Proceedings | 2001


    Lithium-Ion Batteries for Heavy Duty Hybrid Electric Vehicles

    Takeda, N. / Horii, Y. / Kumagai, N. et al. | British Library Conference Proceedings | 2001


    Monitoring of Lithium-Ion Batteries in Electric/Hybrid Vehicles using Power Line Communication

    Ouannes, Ichraf / Nickel, Patrick / Opalko, Oliver et al. | VDE-Verlag | 2015


    Lithium-Iron Sulfide Batteries for Electric Vehicles

    Nelson,P.A. / Chilenskas,A.A. / Steunenberg,R.K. et al. | Automotive engineering | 1978