Theoretische und experimentelle Untersuchungen an parallel geschalteten Batteriezellen und -strängen

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2021
• eBook-ISBN:
  9783736964740
• ISBN drucken:
  9783736974739
• Auflage: 1

In dieser Arbeit werden die Ursachen der Stromaufteilung paralleler Zellen und deren Auswirkungen auf das elektrische und thermische Verhalten des Zellverbundes behandelt. Die Arbeit hat das Ziel, die unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Stromaufteilung zu klassifizieren, um anschließend deren Wirkung zu quantifizieren. Der Fokus liegt neben einer messtechnischen Betrachtung auf einer theoretischen Beschreibung der auftretenden Effekte durch Modellannahmen. Die gewonnen Erkenntnisse liefern einen Beitrag zur Optimierung der Betriebsstrategie der Batterie, indem ungünstige Betriebsbedingungen und Batteriearchitekturen, welche zu einer erhöhten heterogenen elektrischen und thermischen Zellbelastung führen, vermieden werden. Zudem werden Algorithmen zur Abschätzung der Zellströme entwickelt, welche der Anforderung einer Implementierung in ein Steuergerät unterliegen.

Inhaltsverzeichnis

• Abstract
• Kurzfassung
• Kapitel 1 Einleitung
• 1.1 Motivation
• 1.2 Einflussfaktoren auf die Stromaufteilung
• 1.3 Stand der Technik
• 1.4 Ziel und Aufbau der Arbeit
• Kapitel 2 Grundlagen der Lithium-IonenZelle
• 2.1 Aufbau und Funktionsweise
• 2.2 Thermodynamik
• 2.3 Grundbegriffe
• Kapitel 3 Zell- und Batteriemodellierung
• 3.1 Modellübersicht
• 3.2 Elektrische Modellierung
• 3.3 Thermische Modellierung
• 3.4 Charakterisierung
• 3.5 Validierung
• Kapitel 4 Analytisches Modell
• 4.1 Grundmodell
• 4.2 Analytische Lösung
• 4.3 Erweiterung der Zelltopologie
• 4.4 Erweiterung auf Lastprofile
• 4.5 Einfluss der OCV-Krümmung
• Kapitel 5 Prüfstand
• 5.1 Anforderungen
• 5.2 Aufbau und Funktionsweise
• 5.3 Datenverarbeitung
• Kapitel 6 Messprozedur und Messmatrix
• 6.1 Zelltopologie und Zellparameter
• 6.2 Modellierung der Batteriearchitektur
• 6.3 Reference Performance Test (RPT)
• 6.4 Belastung mit konstantem Batteriestrom
• 6.5 Belastung mit dynamischem Batteriestrom
• 6.6 Chronologische Abfolge der Messungen
• Kapitel 7Auswirkungen konstanterStrombelastungen
• 7.1 Zellcharakteristika
• 7.2 Einfluss der Topologie
• 7.3 Auswirkung der Batteriearchitektur
• Kapitel 8 Auswirkungen dynamischerStrombelastungen
• 8.2 Einfluss der Topologie
• 8.3 Auswirkung der Batteriearchitektur
• Kapitel 9 Zusammenfassung und Ausblick
• 9.1 Zusammenfassung
• 9.2 Ausblick
• Anhang A
• Anhang B
• Anhang C
• Abkürzungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• Literaturverzeichnis
• Veröffentlichungen
• Studentische Arbeiten
• Curriculum Vitae
• Danksagung
• 8.1 Zellcharakteristika