Modellierung von Phasenwechsel-Energiespeicherbatterien

Modellierung und Simulation (M&S) bezeichnet die Verwendung von Modellen (z. B. physikalische, mathematische oder logische Darstellung eines Systems, einer Sache, eines Phänomens oder eines Prozesses) als Grundlage für Simulationen zur Erzeugung von Daten, die für die Entscheidungsfindung in Management oder Technik genutzt werden.

Warum sind Batteriespeicher so wichtig?

Der Erbringung von Regelenergie wird also zukünftig eine noch größere Bedeutung zugesprochen werden. Batteriespeicher eignen sich aufgrund ihres schnellen Regelverhaltens sehr gut, um die Frequenzstabilität zu verbessern und zukünftig als Ersatz für die reduzierte Anzahl an Synchronmaschinen zu dienen.

Was ist ein thermisches Modell?

Das thermische Modell enthält alle zur Berechnung von Wärmeflüssen und Temperaturentwicklung als Funktion der Zeit notwendigen thermischen Leitfähigkeiten und Trägheiten von Zelle und weiteren Batteriekomponenten. Das Submodell der Strömungsmechanik kann mit dem thermischen Teilmodell gekoppelt werden.

Welche Phasen gibt es im tr-Prozess?

Der TR-Prozess kann grundsätzlich in drei Phasen unterteilt werden: Initiationsphase, Selbsterhitzungsphase und globaler interner Kurzschluss (Internal Short Circuit, ISC). Alle notwendigen Randbedingungen und mathematischen Formulierungen der einzelnen Phasen in Bezug auf Thermodynamik und Kinetik werden zu Beginn in das Modell eingespeist.

Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?

Lithium-Ionen-Batterien mit ihrer überlegenen Energiedichte haben eine dominante Rolle als Energiespeicher für batterieelektrische Fahrzeuge erreicht. Neue Methoden und Simulationsverfahren von RWTH Aachen und FEV Europe sind in der Lage, die wichtigsten Herausforderungen des Thermomanagements dieses Batterietyps zu analysieren.

Wie entsteht ein vorzeitiger Ausfall der Batterie?

Darüber hinaus führen Temperaturdifferenzen zwischen einzelnen Zellen, die während des Betriebs mit hohen Strömen wie zum Beispiel bei Schnellladung steigen, zu unterschiedlichen Alterungsraten und damit zum vorzeitigen Ausfall der Batterie.

Kann man einen Batteriespeicher gleichzeitig verwenden?

Da die regulatorischen Rahmenbedingungen in Form des 30-min-Kriteriums dafür derzeit eine relativ große Kapazitätsvorhaltung erfordern, ist eine gleichzeitige Nutzung des Batteriespeichers zur Erbringung von anderen Netzdienstleistungen nur sehr eingeschränkt möglich.