TY - THES

T1 - Messsystem mit Schutzkomponenten zum durchgängigen Test von ReUse-Lithium-Ionen-Hochenergiemodulen

AU - Winkler, Thomas

N1 - gesperrt bis null

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Eine gute Möglichkeit zur Reduktion des energetischen Fußabdruckes von Lithium-Ionen-Zellen ist die Wiederverwendung – allgemein als auch ReUse bezeichnet. Werden Batterien aufgrund von Kapazitätsverlust aus dem Fahrbetrieb ausgemustert so können diese in alternativen Anwendungsfeldern – bspw. stationär – wieder eingesetzt werden. Um bereits verwendete Zellen wiederverwenden zu können, ist eine Prüfung dieser notwendig. Über einen Lade- und Entladezyklus können Tendenzen des tatsächlichen Kapazitätsverlusts und das Verhalten bei erneutem Einsatz ermittelt werden. Im Vordergrund steht bei solchen Messungen der Sicherheitsaspekt, da bei falscher Handhabung eine Zelle wesentliches Brandpotential besitzt. Diese Master-Arbeit behandelt den elektrotechnischen Entwurf und die Konstruktion eines Systems, mit dessen Hilfe Hochenergiemodule auf Lithium-Ionen-Basis vermessen werden können. Diese Module sollen nach ihrem ersten Einsatz wiederverwendet werden. Dabei sollen Größen wie Zellspannungen, Temperatur, Strom, die Lade- und Entladezeit gemessen und hierdurch Rückschlüsse auf die Qualität jeder einzelnen Zelle möglich gemacht werden. Die implementierten Schutzfunktionen wurden zumeist redundant ausgeführt und sollen unter allen Umständen einen Schaden an Modulen oder Bediener verhindern. Zusätzlich findet im Betrieb ein Spannungsausgleich statt, der auf dem passiven Balancing basiert. Das Ergebnis der Arbeit ist ein voll einsatzfähiges Funktionsmuster, welches auf korrekte Erfüllung der Funktionsvorgaben und Beherrschung von Fehlerfällen getestet wurde. Aus praktischen Versuchen wurden Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert. Die Dokumentation des Aufbaus wird in dieser Arbeit behandelt und soll helfen, Erkenntnisse des Entwicklungsprozesses in künftige Projektstadien miteinfließen zu lassen.

AB - Eine gute Möglichkeit zur Reduktion des energetischen Fußabdruckes von Lithium-Ionen-Zellen ist die Wiederverwendung – allgemein als auch ReUse bezeichnet. Werden Batterien aufgrund von Kapazitätsverlust aus dem Fahrbetrieb ausgemustert so können diese in alternativen Anwendungsfeldern – bspw. stationär – wieder eingesetzt werden. Um bereits verwendete Zellen wiederverwenden zu können, ist eine Prüfung dieser notwendig. Über einen Lade- und Entladezyklus können Tendenzen des tatsächlichen Kapazitätsverlusts und das Verhalten bei erneutem Einsatz ermittelt werden. Im Vordergrund steht bei solchen Messungen der Sicherheitsaspekt, da bei falscher Handhabung eine Zelle wesentliches Brandpotential besitzt. Diese Master-Arbeit behandelt den elektrotechnischen Entwurf und die Konstruktion eines Systems, mit dessen Hilfe Hochenergiemodule auf Lithium-Ionen-Basis vermessen werden können. Diese Module sollen nach ihrem ersten Einsatz wiederverwendet werden. Dabei sollen Größen wie Zellspannungen, Temperatur, Strom, die Lade- und Entladezeit gemessen und hierdurch Rückschlüsse auf die Qualität jeder einzelnen Zelle möglich gemacht werden. Die implementierten Schutzfunktionen wurden zumeist redundant ausgeführt und sollen unter allen Umständen einen Schaden an Modulen oder Bediener verhindern. Zusätzlich findet im Betrieb ein Spannungsausgleich statt, der auf dem passiven Balancing basiert. Das Ergebnis der Arbeit ist ein voll einsatzfähiges Funktionsmuster, welches auf korrekte Erfüllung der Funktionsvorgaben und Beherrschung von Fehlerfällen getestet wurde. Aus praktischen Versuchen wurden Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert. Die Dokumentation des Aufbaus wird in dieser Arbeit behandelt und soll helfen, Erkenntnisse des Entwicklungsprozesses in künftige Projektstadien miteinfließen zu lassen.

KW - Lithium-ion

KW - re-use

KW - battery management

KW - passive balancing

KW - data processing

KW - Lithium-Ionen

KW - ReUse

KW - Batteriemanagement

KW - passives Balancing

KW - Datenverarbeitung

M3 - Masterarbeit

ER -