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 werden zuerst unterschiedliche Batteriemodellen für verschiedene Kathodenmaterialien (NMC; NCA (high energy und high power); LFP) untersucht und die geeigneten Modellen in MATLAB implementiert. Im Weiteren werden die Modellen mithilfe Messdaten aus elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) parametriert. Dabei werden auch die Alterungseffekte auf den Parametersatz mitbetrachtet. Anschließend wird   ein Alterungsschätzverfahren (SOH) in Matlab entwickelt, um den Alterungszustand anhand der Batteriemessdaten zu schätzen. Die ermittelten Alterungszustände werden mit EIS-Analyse validiert.