Flexible Dimensionierung und Optimierung hybrider Lithium-Ionenbatteriespeichersysteme mit verschiedenen Auslegungszielen

• Dimensioning and Optimization of Hybrid Li-Ion Battery Systems with different Optimization Goals

Becker, Jan Nicolas; Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor); Eckstein, Lutz (Thesis advisor)

Aachen (2017)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 104
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (iii ,157 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Kurzfassung

Heutige Traktionsbatteriesysteme von Elektrofahrzeugen bestehen aus einer Serien- und ggf. Parallelschaltung eines Typs Batteriezelle. Durch den Einsatz eines zusätzlichen Gleichspannungswandlers können Batteriezellen unterschiedlichen Typs zu einem s.g. Hybridbatteriespeichersystem mit mehreren, individuellen Batteriepacks kombiniert werden. Dieser Ansatz erweitert die Designmöglichkeiten des Batteriesystems in vielerlei Hinsicht, da sich die unterschiedlichen Eigenschaften, wie zum Beispiel Energie- und Leistungsdichte verfügbarer Batterietechnologien vorteilhaft verknüpfen lassen. In dieser Arbeit wurde eine automatisierte Methodik entwickelt, welche es erlaubt, für definierte Fahrzeuganforderungen und ein vorgegebenes Portfolio an charakterisierten Batteriezellen ein optimiertes Batteriesystem zu dimensionieren. Die Optimierungsziele können im Werkzeug vorab angegeben und quantitativ priorisiert werden. Das entwickelte Werkzeug wurde exemplarisch für verschiedene Fahrzeugklassen eingesetzt und damit Hybridspeicher hinsichtlich Kosten, Systemmasse, Volumen und weiterer Wirkkategorien mit herkömmlichen Einzelpackbatteriesystemen verglichen.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik [618310]
• Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614500]