NeuroBatt

Projektbeschreibung

Um die beste Leistung und Lebensdauer eines Batteriesystems zu gewährleisten, sollte das integrierte Batteriemanagementsystem (BMS) die Überwachung des Ladezustands (SOC) und des Gesundheitszustands (SOH) in einem frühen Stadium ermöglichen. Die Idee hinter dem Projekt Neurobatt ist es, ein ganzes Spektrum an Informationen aus dem Akkupack zu erfassen und diese für die Vorhersage des Gesundheitszustandes auf der Basis von maschinellen Lernalgorithmen zu nutzen. Da die Temperatur eine extrem wichtige Rolle bei der Zellalterung und dem Zellausfall spielt, wird die Temperatur jeder Zelle mit Glasfasersonden gemessen, ebenso wie die Spannung und der Strom während des Betriebs. Durch Modulation des Ladestroms mit einem Multi-Sinus-Sonden-Signal ist es möglich, die kontinuierliche, zeitlich veränderliche Impedanz jeder Zelle einer in Betrieb befindlichen Batterie zu ermitteln. Dies wird als dynamische elektrochemische Impedanzspektroskopie (DEIS) bezeichnet.

Dieses Projekt wird von einem Konsortium unabhängiger Unternehmen und Forschungszentren durchgeführt, um das Fachwissen zu bündeln, das für die Entwicklung aller erforderlichen Teile des Projektes erforderlich ist, nämlich: Hardware- und Elektronikentwicklung, Herstellung von Zellen und Elektroden, Materialcharakterisierung und Datenanalyse mit Hilfe künstlicher Intelligenz.

Die Gruppe Modellierung und Simulation des Fraunhofer IFAM unter der Leitung von Prof. La Mantia arbeitet an der Entwicklung eines Experimentiergerätes zur kontinuierlichen Erfassung von multifrequenzmodulierten Spannungs- und Stromsignalen sowie an der Datenverarbeitung und -berechnung.

Eine weitere Aufgabe des Projekts ist die Evaluierung der Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit durch die Verwendung eines Drei-Elektroden-Zellenformats mit Referenzelektrode zur korrekten Potentialabschätzung der Elektroden.

Nach der erfolgreichen Demonstration der zeitvariablen Impedanzerfassung für eine Zelle im Labormaßstab wird die Methode derzeit in einer 12-Zellen-Batterie implementiert und in den BMS-Mikrocontroller integriert.