Cell-in-the-Loop Prüfstand (Batteriezellen)

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544075776

Der Cell-in-the-Loop Prüfstand ermöglicht es eine oder mehrere Batteriezellen unter kontrollierten elektrischen und thermischen Randbedingungen so zu betreiben, als wären sie bereits in einem Modul oder Speicher verbaut. In Analogie zu einem Hardware-in-the-Loop Prüfstand können somit die Zellen auf ihr Verhalten im Zielsystem untersucht werden, bevor das Modul aufgebaut wurde bzw. es können die Designparameter wie zum Beispiel Kühlung im Betrieb angepasst werden. Da es für einen derartigen Aufbau keine fertigen Systeme zu erwerben gibt, muss diese Systemfunktionalität durch Einzelgeräte hergestellt werden, die in einem Funktionszusammenhang stehen. Dabei ist der Prüfstand dreigliedrig entsprechend der drei Systemebenen (Laborzelle, Zelle im Zielformat und Modul) aufgebaut, so dass es möglich wird über eine Kopplung der jeweiligen Testsysteme in der Betrachtungsebene auf die nächsthöhere Systemebene zu gelangen. Neben der Untersuchung des Zellverhaltens sollen insbesondere auch die Auswirkungen von inhomogenen neuen und gealterten Batterien auf das Batteriemanagementsystem (sowohl Hardware als auch Software) erforscht werden. Dies umfasst neue Hardwarekonzepte zur Zellüberwachung ebenso wie neuartige Algorithmen. Durch den Verzicht auf eine elektrochemische Modellierung auch insbesondere der Alterung ergänzt dieser Ansatz die vollständige Simulation aller Effekte und ermöglicht es, auf experimenteller Basis frühe Aussagen über Auswirkungen von Material oder Komponenteninnovationen auf Systemebene zu treffen. Durch die Möglichkeit, thermische und elektrische Randbedingungen flexibel einstellen zu können, eignet sich der Prüfstand jedoch auch in hervorragender Weise dazu, gekoppelte thermisch/elektrische Modelle von Zellen zu parametrisieren und zu validieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Cell-in-the-Loop Prüfstand (Batteriezellen)
• Gerätegruppe: 6010 Batterie-Ladegeräte, Batterie-Überwachungsgeräte
• Antragstellende Institution: Universität Bayreuth
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Jan Philipp Schmidt