Modellierung und Optimierung von Batteriesystemen und -komponenten

Komplexes Ersatzschaltbild-Modell mit Induktivitätsterm RL.
© Fraunhofer ISE
Komplexes Ersatzschaltbild-Modell mit Induktivitätsterm RL.
Temperaturverteilung in einem Batteriemodul unter Verwendung einer Kühlplatte.
© Fraunhofer ISE
Temperaturverteilung in einem Batteriemodul unter Verwendung einer Kühlplatte.

Im Argbeitsgebiet »Modellierung und Optimierung von Batteriesystemen und Komponenten«  forschen wir an thermischer und elektrischer Modellierung von Batteriezellen und -modulen. Aus den dabei gewonnenen Informationen können wir vergleichende Betrachtungen im Hinblick auf Kühlkonzepte anstellen, um hier zu einer Verbesserung beizutragen. Zusätzlich werden sicherheitstechnische Komponenten betrachtet, verglichen und validiert.

Phänomenologische und kombinierte elektrochemische 0D-Batteriemodelle

Elektrochemische Batteriemodelle bilden das elektrische Verhalten, wie Spannungsreaktionen und Widerstandsänderungen ab. Wir setzen auf phänomenologische Modelle basierend auf Ersatzschaltbildern ebenso wie auf kombinierte elektrochemische 0D-Modelle.

Diese erlauben es uns nicht nur Batteriezellen besser zu verstehen, sondern auch ganze Batteriesysteme unter Last, in 3D, unter Verwendung von Finite Elemente Methoden zu simulieren.

Bei Interesse an diesen Themen, kontaktieren Sie uns gerne. Wir begleiten und beraten Sie hinsichtlich des Testdesigns.

Vergleich von Kühlkonzepten und Optimierung der Homogenität

Batteriezellen emittieren durch ihre Nutzung Abwärme. Abwärme, kombiniert mit besonders kühlen oder besonders warmen Umgebungstemperaturen hat einen starken Einfluss auf die elektrische, thermische Performance sowie auf den Alterungsverlauf von Batteriesystemen.

Für unsere Kundinnen und Kunden bieten wir die Entwicklung von Kühlkonzepten an, um deren Effekte auf Performance und Alterung von Batteriespeichern zu minimieren. Bei Interesse an diesen Themen, kontaktieren Sie uns gerne. Wir begleiten und beraten Sie hinsichtlich des Testdesigns.

Unsere FuE-Leistungen zum Thema »Modellierung und Optimierung von Batteriesystemen und -komponenten« umfassen:

  • Phänomenologische und kombinierte elektrochemische 0D-Batteriemodelle
  • Simulation der Batterien unter Lasten in 3D-Batteriemodellen (Finite Elemente - FEM)
  • Verbindungstechnik für Batteriemodule
  • Vergleich von Kühlkonzepten und Optimierung der Homogenität
  • Batterie-Management Systeme (BMS)
  • Komponenten zur Erhöhung der Sicherheit

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

 

Lab Battery Engineering, Production and Testing

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