Resonanzen, Vibrationen, Schockbelastung, externe Krafteinwirkung und Detektionsmethoden für Lithium-Ionen-Batterien

Ziel des TV ist, die Auswirkungen einzelner dynamischer Belastungen, wie sie z.B. bei Unfällen auftreten zu untersuchen. Hierbei kann es zu äußerlich nicht sichtb. Schädigungen des Zellinneren kommen. Und es kann bedingt durch die periodische Ausdehnung der Batteriezellen während des Lade- bzw. Entladevorgangs in Verb. mit der starren Modulkonstr. zu irreversible Effekten wie Lithium-Plating kommen. Untersuchungsgrößen sind die akute bzw. langfristige Sicherheit, die Veränderung der Zell-Performance und das Alterungsverhalten.

Zur Identifikation dieser Schadensmuster wird zunächst eine zerstörungsfreie Analytik mittels CT und abschließend eine Post-Mortem Analytik durchgeführt. Mit Hilfe dieser Ergebnisse lassen sich kritische Szenarien identifizieren und konstruktive Verbesserungen erarbeiten. Zunächst werden in Abstimmung mit den Partnern die relevanten Testfälle und die zu untersuchenden Batteriezellen definiert. Zur Untersuchung von Einflüssen durch mech. Schocks werden zunächst geeignete Prüflingshalter für die jeweils Batteriezelltypen entwickelt. Danach werden unterschiedliche Schockbelast. auf die jew. Zellen aufgeprägt. Akut unauffällige Zellen werden dann Alterungstests unterzogen um langfristige Auswirkungen zu untersuchen. Nach Abschluss der Analytik auf Zellebene erfolgt eine zweite Messreihe auf Modullevel, um Effekte durch die Modulperipherie zu identifizieren. Die Untersuchung quasistatischer Kräfte, bedingt durch die Ausdehnung der Zellen, erfolgt analog zunächst auf Zelllevel und anschließend auf Modullevel. Hier liegt der Fokus auf der Untersuchung von Einflüssen durch die externe Verspannung (Druckhöhe bzw Druckverteilung) und mögliche Kompensierung von Druckspitzen mittels konstruktiver Elemente auf Modulebene zur Minimierung von Alterungseffekten. Durch die abschließende AP2 bis AP4 übergreifende Analytik mittels zerstörungsfreier CT und Post-Mortem-Untersuchungen werden Ausfallursachen und kritische Modulbereiche identifiziert und Handlungsempfehlung abgeleitet.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=%2201178857/1%22&v=10&id=333684 (jüngster Zugriff: 30.08.2024)