Die Bestimmung sowohl der Durchschnittstemperatur als auch der zugrunde liegenden Temperaturverteilung innerhalb eines Batteriesystems ist für die Systemauslegung, die Steuerung und den Betrieb von entscheidender Bedeutung. Daher werden thermische Batteriesystemmodelle benötigt, die die Berechnung dieser Verteilungen ermöglichen. In dieser Arbeit wird ein generisches thermisches Ersatzschaltbildmodell für kommerzielle Batteriemodule mit passiver Kühlung vorgestellt.

Der Modellansatz kann leicht an unterschiedliche Systemdesigns und -größen angepasst werden und wird von einem entsprechenden Charakterisierungsprozess mit geringem Aufwand begleitet. Die Validierung des Modells wurde sowohl an synthetischen als auch an gemessenen Lastprofilen aus stationären und maritimen Anwendungen durchgeführt.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Modell sowohl die mittlere Temperatur als auch die auftretende Temperaturspreizung (Maximal- bis Minimaltemperatur) mit Abweichungen unter 1 K darstellen kann. Zusätzlich zu dem vorgestellten Full-Scale-Modell wurden weitere vereinfachende Annahmen getestet, um den Rechenaufwand des Modells zu reduzieren.

Der Vergleich der resultierenden vereinfachten Modelle mit dem ursprünglichen Full-Scale-Modell zeigt, dass sowohl die Reduktion der Anzahl der simulierten Zellen als auch die Annahme der elektrischen Homogenität zwischen den Zellen im Modul eine Reduktion der Rechenzeit innerhalb einer Größenordnung bei gleichbleibend hoher Modellgenauigkeit ermöglichen.

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