Aufgabenbeschreibung

Motivation

Die genaue und zuverlässige Ermittlung des Alterungszustandes (SOH) einer Batterie ist eines der wichtigsten Themen der Batterieforschung. Der Alterungszustand ist nicht direkt messbar und muss mithilfe von Algorithmen geschätzt werden. Eine genauere Schätzung ermöglicht eine effizientere und sichere Nutzung der realen Kapazität, womit sie auch einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Batterie hat. Dazu werden in der Literatur zahlreiche Methoden vorgestellt. Zu den wichtigsten Methoden zählt unter anderem die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS).

Aufgabenstellung

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines experimentbasierten Algorithmus zur Schätzung des Alterungszustandes (SOH) von Lithium-Ionen-Batterien. Hierzu wird zuerst der Fahrzeugsimulator des ETI, der auf Matlab/Simulink basiert, angepasst um realistische Lastprofile zu generieren. Im Batterielabor des IAM-AWP werden die Zellen durch Zyklierung mit den erzeugten realistischen Lastprofilen gealtert. Im Weiteren wird die Alterung der Zellen mithilfe elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) untersucht. Anschließend wird ein Alterungsschätzverfahren (SOH) in Matlab entwickelt, um den Alterungszustand anhand der Messdaten und der EIS-Analyse automatisiert zu ermitteln.
Im Einzelnen umfasst die Arbeit folgende Punkte:

• Literaturrecherche
• Anpassung des Fahrzeugsimulators in Matlab
• Erzeugung von realistischen Lastprofilen
• Durchführung von Zelltests im Batterielabor
• EIS-Analyse
• Entwicklung von Verfahren zur Alterungsschätzung