Material Development and Modelling of a Thermal Insulation Film in Battery Systems

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Mit der steigenden Nachfrage an elektrischen Fortbewegungsmitteln, wie Elektroautos, spielt das Temperaturmanagement der dazugehörigen Batteriesysteme eine immer wichtiger werdende Rolle. Nichtsdestotrotz gibt es für viele der damit verbundenen Probleme, wie beispielsweise thermische Kettenreaktionen, noch keine optimalen Lösungen. Eine Kettenreaktion kann durch das Überhitzen eines Batteriemoduls initiiert werden. Durch die dabei freiwerdende Wärme können benachbarte Module angeregt werden etc. Im schlimmsten Fall kann dabei ein Batteriebrand verursacht werden. Deshalb hat diese Arbeit die Entwicklung einer temperaturisolierenden Schicht zum Ziel, welche das Auftreten solcher thermisch-induzierten Kettenreaktionen verhindern soll. Dies soll durch eine Abnahme der Wärmeleitfähigkeit mit steigenden Temperaturen erreicht werden. Die Kernkomponente der Isolationsschicht stellt Blähgraphit dar. Dieser Zusatzstoff expandiert bereits ab Temperaturen um die 150°C. Durch die damit verbundene Volumenzunahme wird die Wärmeleitfähigkeit des Verbunds gesenkt. Die expandierenden Graphitflocken und weitere Füllstoffe werden in ein 2-Komponenten Silikonharz eingebettet. Im Zuge einer Materialentwicklung werden unterschiedlichste Materialtests durchgeführt. Vor allem die thermische Stabilität als auch die thermische Leitfähigkeit spielen eine entscheidende Rolle. Des Weiteren werden uniaxiale Zug- und Druckversuche sowie equi-biaxiale Zugversuche vorgenommen. Die dabei ermittelten Materialdaten werden zur Bestimmung hyperelastischer Materialparameter in das FE-Programm Abaqus implementiert.

Details

Titel in ÜbersetzungMaterialentwicklung und Modellierung einer thermischen Isolationsschicht für Batteriesysteme
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Pothukuchi, Harish Kalyan Ram, Mitbetreuer (extern), Externe Person
  • Pinter, Gerald, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung19 Okt. 2018
StatusVeröffentlicht - 2018