15.11.2021 • Energie

Intelligentes Laden leicht gemacht

Multifunktionelles Sensor-Array für Batterien soll Lade- und Entladeprozesse optimieren.

Rund ein Jahr läuft nun das Forschungsprojekt Spartacus im Rahmen der EU-Forschungs­initiative Battery 2030+. Das Projekt hat die ersten Meilensteine und Projektziele erfolgreich gemeistert. Auf dem Weg zur sensor­gestützten Optimierung von Ladezeiten, Reichweite und Lebensdauer für Lithium-Ionen-Batterien wurde in den vergangenen zwölf Monaten eine Reihe von Teil­aspekten vom Spartacus-Projektteam bearbeitet. Jetzt können die einzelnen Komponenten zu einem Komplett­system zusammengefügt werden.

 

Abb.: Sensor-Array und erweiterte CMS-Schaltung zur Messung und Auswertung der...
Abb.: Sensor-Array und erweiterte CMS-Schaltung zur Messung und Auswertung der Sensor­signale. Das Sensor-Array misst die Verformung der Batterie beim Zyklisieren. (Bild: Fh.-ISC)

Spartacus – die Abkürzung steht für „Spatially resolved acoustic, mechanical and ultrasonic sensing for smart batteries“. In dem Forschungsprojekt soll eine multifunktionelle Sensor-Array-Technologie für Batterien entwickelt werden, die den Batterie­management­systemen die relevanten Daten für ein zustandsabhängig optimales Laden und Entladen übermittelt. Das Projekt fokussiert sich auf mechanische und akustische Sensoren, ergänzt durch elektro­chemische Impedanz­messungen und Temperatur­sensorik. Mit der Spartacus-Sensorik sollen Fehler und negative Einflüsse auf die Batterie­lebensdauer und -leistungsfähigkeit frühzeitig entdeckt werden.

Vor einem Jahr hat das Spartacus-Projektteam seine Arbeit gestartet. Das Ziel: Zukünftig das Ausnutzen von bisher brachliegenden Reserven im Batteriemanagement durch ein umfassendes Batterie-Monitoring abzusichern. Dadurch sollen Ladezeiten um bis zu zwanzig Prozent reduziert werden können, ohne Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu beeinträchtigen. „Dafür hat das Spartacus-Projekt in vieler Hinsicht Neuland betreten“, wie Koordinator Gerhard Domann vom Fraunhofer-Institut für Silicat­forschung ISC erklärt.

So seien nicht nur neue Sensorkonzepte durch die Kombination von akustisch-mechanischen und thermischen Sensoren mit fortschrittlichen Analyse­methoden vorbereitet worden, sondern auch die Modellierung der Vorgänge in der Batteriezelle so vorangetrieben worden, dass daraus neue Prognose­modelle für den Batterie­zustand und die optimale Steuerung der Ladung möglich werden. „Nach dem ersten Projektjahr haben alle Arbeitsgruppen ihre individuellen Projekt­arbeiten erfolgreich vorangetrieben, alle Spezifikationen sind definiert. Nun geht es darum, das Puzzle zusammen­zusetzen und zu einer erfolgreichen Monitoring-Technologie für Batterien zu verknüpfen“, so Domann weiter.

Damit fängt die zweite Projektphase an, in der die neue Batteriesensorik in genau definierten Versuchsreihen reale Daten liefern wird, die mit den Modelldaten korreliert werden. Auf dieser Basis sollen die verfeinerten Prognose­modelle erarbeitet werden, mit denen zukünftige Batterie­management­systeme den Leistungs­rahmen der Batterien besser ausschöpfen können. Auf der Green Batteries Conference 2021, die im vergangenen Oktober stattfand, wurden die ersten Projekt­ergebnisse bereits einem größeren Publikum aus Wissenschaft und Wirtschaft vorgestellt und mit großem Interesse aufgenommen.

Fh.-ISC / DE

 

Weitere Infos

Sonderhefte

Physics' Best und Best of
Sonderausgaben

Physics' Best und Best of

Die Sonder­ausgaben präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

Weiterbildung

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie
TUM INSTITUTE FOR LIFELONG LEARNING

Weiterbildungen im Bereich Quantentechnologie

Vom eintägigen Überblickskurs bis hin zum Deep Dive in die Technologie: für Fach- & Führungskräfte unterschiedlichster Branchen.

Meist gelesen

Themen