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2022 | Buch

Batteriemodell zur Prädiktion des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien

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Über dieses Buch

Kern der Arbeit von Alexander Kohs ist die Herleitung einer Methode zur Bestimmung der Alterung von Batterien. Durch Anwendung der statistischen Versuchsplanung parametriert der Autor dabei ein Batteriemodell mit einer minimalen Anzahl von Versuchen. Es kommen unterschiedliche Charakterisierungsmethoden zur Bestimmung des Batteriezustands zum Einsatz. Neben der Bestimmung der Restkapazität und des Innenwiderstands sind dies Impedanzspektroskopie und Pulsmessung. Die Ergebnisse der Charakterisierung werden mithilfe einer multiplen Regression modelliert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Dieses Kapitel beschreibt die Motivation zur Durchführung der Arbeit in Abschnitt 1.1, gefolgt von Abschnitt 1.2, in dem die Zielsetzung und die Methodik der Arbeit beschrieben werden. Abschnitt 1.3 geht auf die Struktur der Arbeit ein.
Alexander Kohs
Kapitel 2. Lithium-Ionen-Batterien
Zusammenfassung
LIB zählen zu den elektrochemischen Energiespeichern. Sie werden bereits seit einigen Jahrzehnten in der Verbraucher-Elektronik eingesetzt und stellen auch seit mehreren Jahren den Stand der Technik zur Speicherung der Traktionsenergie in Elektrofahrzeugen (englisch: electric vehicle, EV) dar. Die umgangssprachliche Bezeichnung „Batterie“ konnte sich, speziell im Bereich der Automobilindustrie aus historischen Gründen gegenüber der Bezeichnung „Akkumulator“ durchsetzen. Letztere geht auf die lateinische Bezeichnung cumulus für „Haufen“ oder „Ansammlung“ zurück [Wik16a]. Da sich innerhalb der LIB Ladungsträger zwischen den Elektroden bewegen und sich je nach Ladezustand entweder an Anode oder Kathode anhäufen, gilt die Bezeichnung „Akkumulator“ als technisch genauer. Der Begriff „Batterie“ stand ursprünglich für eine nur einmal zu entladende Primärzelle, wohingegen Akkumulatoren Sekundärzellen darstellen, die wiederaufladbar sind.
Alexander Kohs
Kapitel 3. Messmethoden
Zusammenfassung
Es existieren unterschiedliche Methoden zur Aufnahme und Bestimmung von Batterieparametern. Die Messergebnisse werden entweder direkt verwertet oder durch ein Batteriemodell ausgewertet. Im Rahmen dieses Kapitels warden spezifische Messmethoden dargestellt.
Alexander Kohs
Kapitel 4. Batteriemodelle
Zusammenfassung
Zur Auswertung der Ergebnisse der in Kapitel 3 beschriebenen Messmethoden können Batteriemodelle eingesetzt werden. Hierbei wird in der Literatur zwischen White-Box ( siehe Abschnitt 4.1), Grey-Box (siehe Abschnitt 4.2), Black-Box (siehe Abschnitt 4.3) unterschieden.
Alexander Kohs
Kapitel 5. Statistische Versuchsplanung
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Kapitels wird die Methodik der statistischen Versuchsplanung beschrieben. Diese zählt als bedeutende Disziplin innerhalb der Statistik zur Erstellung von Versuchsreihen.
Alexander Kohs
Kapitel 6. Charakterisierung
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Kapitels werden die Messverfahren zur Charakterisierung der Batterie, die detaillierten Abläufe zur Aufnahme der Messwerte und die verwendeten Werkzeuge beschrieben.
Alexander Kohs
Kapitel 7. Alterung
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Kapitels wird die systematische Vorgehensweise zur Entwicklung eines Alterungstestplans und eines Modells zur Vorhersage des anwendungsspezifischen Alterungsverhaltens der LIB-Zelle beschrieben.
Alexander Kohs
Kapitel 8. Ergebnisse und Diskussion
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Kapitels werden die Testergebnisse dargestellt und diskutiert.
Alexander Kohs
Kapitel 9. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Im Rahmen dieses Kapitels erfolgt zuerst eine Zusammenfassung der durchgeführten Arbeiten und anschließend ein Ausblick.
Alexander Kohs
Backmatter
Metadaten
Titel
Batteriemodell zur Prädiktion des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien
verfasst von
Alexander Kohs
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-37679-6
Print ISBN
978-3-658-37678-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-37679-6

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