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BayWISS-Kolleg Mobilität & Verkehr www.baywiss.de

Projekte im Kolleg Mobilität und Verkehr

© chuttersnap / unsplash.com

Systemidentifikation und Parameterschätzung von Batteriezellen im Betrieb von Elektrofahrzeugen durch Impedanzspektroskopie

Bei elektrifizierten Fahrzeugen werden Traktionsakkumulatoren, bestehend aus einer Vielzahl an Batteriezellen, zur Speicherung der Antriebsenergie verwendet. Der Betrieb dieser Batteriezellen erfordert zu allen Zeitpunkten die Gewährleistung eines sicheren Batteriezustandes. Deshalb überwacht ein Batteriemanagementsystem (BMS) den Zustand aller Zellen und detektiert gefährliche Situationen. Zur Verbesserung der Diagnosemöglichkeiten sollen zukünftig lernfähige Methoden und innovative Sensortechnologien, wie die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), eingesetzt werden. Dabei wird die komplexe Übertragungsfunktion des elektrischen Verhaltens basierend auf Strom- und Spannungsdaten bestimmt.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Einsatzmöglichkeiten der Impedanzspektroskopie im Fahrzeug zu untersuchen und zu bewerten. Der Einsatz der nichtinvasiven Methodik birgt viel Potential, weshalb sowohl im wissenschaftlichen als auch im industriellen Umfeld durch Firmen der Halbleiterindustrie eine deutliche Zunahme der Forschungsaktivitäten spürbar ist. Bei der kostengünstigen Umsetzung durch seriennahe Elektronik muss ein Kompromiss hinsichtlich Genauigkeit und Aussagekraft der Messung gefunden werden. Dabei stehen für die Datenverarbeitung unterschiedliche Schätzalgorithmen zur Verfügung, die durch lernfähige Verfahren optimiert werden.

Neben der messtechnischen Erfassung der Impedanz ist für eine erfolgreiche Implementierung im Fahrzeug auch die bestmögliche Anwendung der Impedanzdaten ausschlaggebend. Das große Potential der EIS liegt darin, dass sich Zustandsänderungen, wie Alterung oder Temperatur, direkt auf die Zellimpedanz auswirken. Auch die Schätzung von elektrischen Modellparametern ist durch iterative Anpassung eines Zellmodells an die Messdaten möglich.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Technische Hochschule Ingolstadt:

Prof. Dr.-Ing. Christian Endisch

 

Forschungsschwerpunkte:

  • Lernfähige Batteriesysteme
  • Lernfähige Systeme, Künstliche Intelligenz, Systemidentifikation, Schätzverfahren
  • Innovative Fertigungs- und Prüftechnologien mit lernfähigen Systemen (Industrie 4.0, digitaler Produktentstehungsprozess, automatisierte Trajektorienplanung, flexible vorausschauende Maschinenbelegungsplanung)
  • Optimierungsstrategien, vernetzte Mobilität, prädiktive Betriebsstrategien

Mehr Informationen zu Prof. Dr.-Ing. Christian Endisch finden Sie auf der Website der TH Ingolstadt

Betreute Projekte:

Betreuer Technische Universität München:

Prof. Dr.-Ing. Ralph M. Kennel

Derzeitige Forschungsschwerpunkte (siehe auch Website www.eal.ei.tum.de):

  • Geberlose Regelung von elektrischen Antrieben
  • Moderne Regelungsverfahren für elektrische Antriebe
  • Regenerative Energiesysteme (v.a. Photovoltaik- & Windenergie & Energieeffizienz)

Betreute Projekte:

Publikationen

B. Liebhart, L. Komsiyska, C. Endisch, Passive impedance spectroscopy for monitoring lithium-ion battery cells during vehicle operation, Journal of Power Sources 449 (2020) 227297. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.227297

Bernhard Liebhart

Bernhard Liebhart

Technische Hochschule Ingolstadt

Koordination des Verbundkollegs Mobilität und Verkehr

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen zum Verbundkolleg Mobilität und Verkehr.

Judith Demharter

Judith Demharter

Technische Hochschule Ingolstadt
Esplanade 10
85049 Ingolstadt

Telefon: +49 841 93483789
mobilitaet-verkehr.vk@baywiss.de