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2022 | Buch

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Batteriemodell zur Prädiktion des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien

verfasst von: Alexander Kohs

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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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

Titel: Batteriemodell zur Prädiktion des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien
verfasst von: Alexander Kohs
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
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

Springer Professional

Über dieses Buch

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Kapitel 2. Lithium-Ionen-Batterien

Kapitel 3. Messmethoden

Kapitel 4. Batteriemodelle

Kapitel 5. Statistische Versuchsplanung

Kapitel 6. Charakterisierung

Kapitel 7. Alterung

Kapitel 8. Ergebnisse und Diskussion

Kapitel 9. Zusammenfassung und Ausblick

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