NOVABATT
Integrierte Sensorik und Aktorik für ein leistungsfähiges Bat-teriemanagement in elektrischen Fahrzeugen
Motivation
Intelligente und nachhaltige Mobilität ist ein zentrales Ziel der neuen Hightech-Strategie. Forschungsarbeiten zu Elektroniksystemen für automatisiertes, vernetztes und elektrisches Fahren leisten hier wesentliche Beiträge. Batteriemanagement-Systeme die höhere elektrische Reichweiten ermöglichen, werden dafür sorgen, dass E-Fahrzeuge für einen größeren Nutzerkreis attraktiv sind. Ein besseres Verständnis der Prozesse in den Batteriezellen (Sensoren) und Elektronikkomponenten zu ihrer Beeinflussung (Aktoren) können uns in die Lage versetzen, die Leistungsreserven heutiger Batteriezellen sicher zu erschließen.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt NOVABATT soll ein flexibles Sensor-Aktor-Modul entwickelt werden, das in Lithium-Ionen-Batteriezellen integriert werden kann. Das Modul wird eine Überwachung des Zellzustandes ermöglichen und unmittelbar in der Zelle Temperatur, Druck und Spannung erfassen. Auf Basis der direkt ermittelten Parameter wird eine Kühlung oder Aufheizung der Zelle vorgenommen, um die Batteriezelle im optimalen Betriebszustand zu halten. Das im Projekt entstehende Sensorik-Aktorik-System muss dabei den hohen Zuverlässigkeits- und Kostenanforderungen für automobile Anwendungen genügen. Bestehende Kontakte der Batteriezelle werden für die Steuerung des entwickelten Moduls genutzt. Dadurch sind keine zusätzlichen elektrischen Verbindungen notwendig, welche die Kapselung der Batteriezelle beeinträchtigen würden. Die Realisierung als flaches flexibles Element ermöglicht eine Integration in Hochleistungszellen verschiedener Bauformen, ohne die Produktionsprozesse aufwändig anpassen zu müssen.
Innovationen und Perspektiven
Bei erfolgreicher Umsetzung der Projektziele werden die vorhandenen Leistungsreserven der Batteriezellen besser genutzt. Durch eine interne Temperierung und Kühlung wird der Alterungsprozess der Batterie verlangsamt und ihre Lebensdauer erhöht. Aus wissenschaftlicher Perspektive kann durch eine zellintegrierte Sensorik das Verständnis über die batterieinternen Prozesse erheblich verbessert werden.