Einblicke von Batterieexperten

In dieser Veröffentlichung erweitern wir ein hochmodernes Modell des offenen Stromkreispotentials von Elektroden für Blend-Elektroden und inhomogene Lithiumionen. Wir führen einen zweistufigen Optimierungsalgorithmus ein, um die offenen Parameter des Elektrodenmodells anhand von Messungen zu schätzen, die auf der Ebene der vollständigen Zelle mit modernsten Prüfgeräten durchgeführt wurden.

Das Zyklisieren von Lithium-Ionen-Batterien führt nicht nur zu einem Kapazitätsabfall, sondern verändert auch die Form der Leerlaufspannungskurve (OCV) aufgrund des Verlusts an aktivem Material (LAM) und des Verlusts an Lithiuminventar (LLI). Um diese Veränderung zu modellieren, haben wir kürzlich ein neuartiges empirisches Kalenderalterungsmodell vorgeschlagen, das auf den Gesundheitszustand der Komponenten (s) und nicht nur auf den Kapazitätsschwund parametrisiert ist.

In dieser Arbeit stellen wir ein neuartiges mechanistisches Kalenderalterungsmodell für eine kommerzielle Lithium-Ionen-Zelle mit NCA-Kathode und Silizium-Graphit-Anode vor. Das mechanistische Kalenderalterungsmodell ist ein halb-empirisches Alterungsmodell, das auf den Gesundheitszustand der Komponenten und nicht auf die Kapazität parametrisiert ist.

Die Leistung, Lebensdauer und Sicherheit von Batterien hängen stark von der Temperatur ab. Angesichts der hohen Nachfrage nach Leistung ist das Wärmemanagement immer wichtiger geworden.

Übertragungsverluste in batterieelektrischen Fahrzeugen haben im Vergleich zu verbrennungsmotorischen Antriebssträngen einen größeren Anteil am Gesamtenergieverbrauch und spielen daher eine große Rolle. In diesem Beitrag werden drei Simulationsmodelle des Instituts für Kraftfahrzeugtechnik vorgestellt.

Alterungsmodelle sind grundlegende Instrumente zur Optimierung der Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien. In dieser Arbeit zeigen wir, dass die CAP-Methode den Kapazitätsabfall genauer modelliert, wenn sie auf dynamische zyklische Alterungstests mit periodisch wechselnden mittleren Ladezuständen, Entladetiefen, Umgebungstemperaturen und Entladeraten für eine kommerzielle NCA-Zelle mit einer siliziumdotierten Graphitanode angewendet wird.