Thermodynamik von Batteriezellen und -packs

Kurzbeschreibung:

Die thermischen Bedingungen beim Einsatz von Lithium-Ionen-Zellen beeinflussen maßgeblich Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Alterung des Batteriesystems. In der Forschungsgruppe ELS wird der thermische Zustand von Einzelzellen und Zellmodulen experimentell und mittels thermischer 3D-Simulation untersucht. Bei den Untersuchungen wird die Wärmegenerierung und das thermische Verhalten unter verschiedenen Lastszenarien betrachtet. Aktuell im Forschungsfokus sind dabei Anwendungen wie Schnellladen (engl.: Fast Charging), bei der durch  hohe Ladeströme viel Wärme im Batteriesystem entsteht. Die Homogenisierung der Zelltemperatur durch eine optimierte Kühlung ist dabei für Batteriemanagementsysteme besonders anspruchsvoll. Neben der Betrachtung der Maximaltemperaturen auf Zellebene kommt auf Modulebene die Untersuchung von Temperaturinhomogenitäten hinzu, die einmal über die Lebensdauer zu unerwünschten Alterungseffekten führen und die einzelnen Zellen unterschiedlich stark altern lassen. Abschließendes Ziel der Forschungsgruppe ist es innovative Konzepte zu entwickeln, um Batteriezellen im optimalen Temperaturbereich zu betreiben.