Ein leistungsfähiges und zerstörungsfreies Verfahren zur Charakterisierung und Modellierung

Die Modellierung der Auswirkungen von thermischen Zell-zu-Zell-Schwankungen innerhalb eines sogenannten digitalen Zwillings, der parallel zum physischen Batteriesystem läuft, bietet verschiedene Vorteile, insbesondere für große und investitionsintensive Automobil-, Marine- oder stationäre Systeme. In diesem Zusammenhang stellen FEM/CFD-Ansätze sowie thermische Ersatzschaltbildmodelle den aktuellen Stand der Technik zur Berechnung der Temperaturverteilung dar. Aufgrund ihrer anspruchsvollen Parametrisierung und des hohen Rechenaufwands werden diese bestehenden Ansätze jedoch nur selten auf komplexe Systeme angewendet, die aus Tausenden von Zellen bestehen, wie sie in den genannten Anwendungen üblich sind.

In diesem Vortrag wird daher ein neuartiger Modellvereinfachungsansatz für thermische Ersatzschaltbildmodelle vorgestellt, der die Berechnung der Durchschnitts-, Minimal- und Maximaltemperatur des Systems zu einem Bruchteil des Rechenaufwands des Full-Scale-Modells ermöglicht, bei dem zellspezifische Temperaturen für jede Zelle im System berechnet werden.

Die Untersuchungen werden im Rahmen des von der EU geförderten Forschungsprojekts "Nautilus" durchgeführt, in dem hybride Batterie- und Brennstoffzellen-Energiesysteme für Kreuzfahrtschiffe der nächsten Generation untersucht werden.

Lesen Sie mehr Details im veröffentlichten Artikel.