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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Fahrzyklen und realitätsnahe Testprofile zur Bestimmung des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen Zellen in Elektrofahrzeugen

verfasst von : Alexander Popp, Benedikt Schmülling, Lea Hannah Günther, Stefan Bracke

Erschienen in: Next Chapter in Mobility

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Durch die kalendarische und zyklische Alterung nimmt der Gesundheitszustand von Traktionsbatterien in Elektrofahrzeugen ab. Dabei hängt die zyklische Alterung von vielen Faktoren ab. Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens im Labormaßstab werden typischerweise Fahrprofile in Lastprofile umgesetzt. Zu diesem Zweck können verschiedene Arten von Fahrprofilen genutzt werden, dies sind neben standardisierten Zyklen (realer oder synthetischer Verlauf) auch eigens entwickelte Zyklen, die zum Einsatz kommen. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Eigenschaften von neun typischen Zyklen, die prinzipielle Umsetzung dieser Zyklen in ein Lastprofil zum Testen von Lithium-Ionen-Batterien und gibt einen Überblick über typische Alterungsmechanismen.
Im Weiteren wird untersucht, ob sich Fahrprofile generell zur Alterung beziehungsweise zur Ableitung des Gesundheitszustands der gealterten Zellen aus den Messwerten eignen. Hierzu wird mittels extensiver Literaturrecherche anhand der eingangs erwähnten Fahrprofile in verschiedenen Kombinationen aus dynamischen sowie statischen Profilen die Ergebnisse aus sieben Untersuchungen verglichen und der Status quo präsentiert.

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Literatur
Zurück zum Zitat Buß, K. (2015). Testprozeduren für Lithium-Ionen Batterien in (teil-) elektrifizierten Kraftfahrzeugen. In H. Proff (Hrsg.), Entscheidungen beim Übergang in die Elektromobilität (S. 317–333). Springer Fachmedien.CrossRef Buß, K. (2015). Testprozeduren für Lithium-Ionen Batterien in (teil-) elektrifizierten Kraftfahrzeugen. In H. Proff (Hrsg.), Entscheidungen beim Übergang in die Elektromobilität (S. 317–333). Springer Fachmedien.CrossRef
Zurück zum Zitat Die europäische Kommission (01.07.2017). Verordnung (EU) 2017/1151 der Kommission, vom L 175. Die europäische Kommission (01.07.2017). Verordnung (EU) 2017/1151 der Kommission, vom L 175.
Zurück zum Zitat DIN EN IEC 62660-1, 07.2020: DIN EN IEC 62660-1 (VDE 0510-33): 2020-07 Lithium-Ionen-Sekundärzellen für den Antrieb von Elektrostraßenfahrzeugen – Teil 1: Prüfung des Leistungsverhaltens (IEC 62660-1:2018); Deutsche Fassung EN IEC 62660-1:2019. DIN EN IEC 62660-1, 07.2020: DIN EN IEC 62660-1 (VDE 0510-33): 2020-07 Lithium-Ionen-Sekundärzellen für den Antrieb von Elektrostraßenfahrzeugen – Teil 1: Prüfung des Leistungsverhaltens (IEC 62660-1:2018); Deutsche Fassung EN IEC 62660-1:2019.
Zurück zum Zitat Giakoumis, E. G. (2017). Driving and engine cycles. Springer International Publishing.CrossRef Giakoumis, E. G. (2017). Driving and engine cycles. Springer International Publishing.CrossRef
Zurück zum Zitat Guenther, L. H., Scholz, T., Pautzke, F., Fechtner, H, Schmuelling, B., Schelte, N, et al. (2021–2021). Reliability engineering of electric vehicle powertrains: Data collection and analysis based on products in the usage phase. In: Proceedings of the 31st European Safety and Reliability Conference (ESREL 2021) European Safety and Reliability Association (ESRA). Singapore: Research Publishing Services, S. 2573–2580. Guenther, L. H., Scholz, T., Pautzke, F., Fechtner, H, Schmuelling, B., Schelte, N, et al. (2021–2021). Reliability engineering of electric vehicle powertrains: Data collection and analysis based on products in the usage phase. In: Proceedings of the 31st European Safety and Reliability Conference (ESREL 2021) European Safety and Reliability Association (ESRA). Singapore: Research Publishing Services, S. 2573–2580.
Zurück zum Zitat Heißing, B., Ersoy, M., & Gies, S. (Hrsg.). (2013). Fahrwerkhandbuch. Grundlagen, Fahrdynamik, Komponenten, Systeme, Mechatronik, Perspektiven. 4., überarb. u. erg. Aufl. Springer Vieweg (ATZ/MTZ-Fachbuch). Heißing, B., Ersoy, M., & Gies, S. (Hrsg.). (2013). Fahrwerkhandbuch. Grundlagen, Fahrdynamik, Komponenten, Systeme, Mechatronik, Perspektiven. 4., überarb. u. erg. Aufl. Springer Vieweg (ATZ/MTZ-Fachbuch).
Zurück zum Zitat Keil, P. (2017). Aging of lithium-ion batteries in electric vehicles. Dissertation. TU München, München. Keil, P. (2017). Aging of lithium-ion batteries in electric vehicles. Dissertation. TU München, München.
Zurück zum Zitat Korthauer, R. (Hrsg.). (2013). Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg. Korthauer, R. (Hrsg.). (2013). Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg.
Zurück zum Zitat Kreczanik, P., Jeanneret, B., Pelissier, S. (2014). Construction of database on real world uses of electric vehicles – A French case. In: 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). Coimbra, Portugal, 27.10.2014–30.10.2014: IEEE, S. 1–5. Kreczanik, P., Jeanneret, B., Pelissier, S. (2014). Construction of database on real world uses of electric vehicles – A French case. In: 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). Coimbra, Portugal, 27.10.2014–30.10.2014: IEEE, S. 1–5.
Zurück zum Zitat Küçükay, F. (2022a). Fahrzyklen und ihre Kennparameter. In F. Küçükay (Hrsg.), Grundlagen der Fahrzeugtechnik (S. 621–662). Springer Fachmedien.CrossRef Küçükay, F. (2022a). Fahrzyklen und ihre Kennparameter. In F. Küçükay (Hrsg.), Grundlagen der Fahrzeugtechnik (S. 621–662). Springer Fachmedien.CrossRef
Zurück zum Zitat Küçükay, F. (Hrsg.). (2022b). Grundlagen der Fahrzeugtechnik. Springer Fachmedien. Küçükay, F. (Hrsg.). (2022b). Grundlagen der Fahrzeugtechnik. Springer Fachmedien.
Zurück zum Zitat National Automobile Engineering Meeting. (1973). SAE International. National Automobile Engineering Meeting. (1973). SAE International.
Zurück zum Zitat Stroe, D.-I., Swierczynski, M., Kaer, S. K., Laserna, E. M., & Zabala, E. S. (2017). Accelerated aging of Lithium-ion batteries based on electric vehicle mission profile. In: 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). Cincinnati, OH, 01.10.2017–05.10.2017: IEEE, S. 5631–5637. Stroe, D.-I., Swierczynski, M., Kaer, S. K., Laserna, E. M., & Zabala, E. S. (2017). Accelerated aging of Lithium-ion batteries based on electric vehicle mission profile. In: 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). Cincinnati, OH, 01.10.2017–05.10.2017: IEEE, S. 5631–5637.
Zurück zum Zitat Thakkar, R. R., Rao, Y. S., & Sawant, R. R. (2020). Performance analysis of electrical equivalent circuit models of lithium-ion battery. In: 2020 IEEE Pune Section International Conference (PuneCon). 2020 IEEE Pune Section International Conference (PuneCon). Pune, India, 16.12.2020–18.12.2020: IEEE, S. 103–107. Thakkar, R. R., Rao, Y. S., & Sawant, R. R. (2020). Performance analysis of electrical equivalent circuit models of lithium-ion battery. In: 2020 IEEE Pune Section International Conference (PuneCon). 2020 IEEE Pune Section International Conference (PuneCon). Pune, India, 16.12.2020–18.12.2020: IEEE, S. 103–107.
Zurück zum Zitat Tutuianu, M., Bonnel, P., Ciuffo, B., Haniu, T., Ichikawa, N., Marotta, A., et al. (2015). Development of the World-wide harmonized Light duty Test Cycle (WLTC) and a possible pathway for its introduction in the European legislation. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 40, 61–75. https://doi.org/10.1016/j.trd.2015.07.011CrossRef Tutuianu, M., Bonnel, P., Ciuffo, B., Haniu, T., Ichikawa, N., Marotta, A., et al. (2015). Development of the World-wide harmonized Light duty Test Cycle (WLTC) and a possible pathway for its introduction in the European legislation. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 40, 61–75. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​trd.​2015.​07.​011CrossRef
Zurück zum Zitat United States Environmental Protection Agency. (1995). Final technical report on aggressive driving behavior for the revised federal test procedure notice of proposed rulemaking. EPA-420-R-95-102. United States Environmental Protection Agency. (1995). Final technical report on aggressive driving behavior for the revised federal test procedure notice of proposed rulemaking. EPA-420-R-95-102.
Zurück zum Zitat USABC. (1996). Electric vehicle battery test procedures manual, vom Revision 2. USABC. (1996). Electric vehicle battery test procedures manual, vom Revision 2.
Zurück zum Zitat Zannikos, F., Tzirakis, E., Pitsas, K., & Stournas, S. (2006). Vehicle emissions and driving cycles: Comparison of the Athens Driving Cycle (ADC) with ECE-15 and European Driving Cycle (EDC). Global Nest Journal, 8, 282–290. Zannikos, F., Tzirakis, E., Pitsas, K., & Stournas, S. (2006). Vehicle emissions and driving cycles: Comparison of the Athens Driving Cycle (ADC) with ECE-15 and European Driving Cycle (EDC). Global Nest Journal, 8, 282–290.
Metadaten
Titel
Fahrzyklen und realitätsnahe Testprofile zur Bestimmung des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen Zellen in Elektrofahrzeugen
verfasst von
Alexander Popp
Benedikt Schmülling
Lea Hannah Günther
Stefan Bracke
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-42647-7_16

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