Energieeffiziente Degradationsmechanismen, Diagnostikverfahren und Systemarchitekturen von Batterien
Das Forschungsfeld Energieeffiziente Degradationsmechanismen, Diagnostikverfahren und Systemarchitekturen von Batterien setzt sich aus folgenden Forschungsbereichen zusammen:
- Analyse der Degradationsmechanismen von Batterien
- Energiemanagementalgorithmen und Diagnostikverfahren
- Energieeffiziente und sichere Batteriesystemarchitekturen
Die Forschung konzentriert sich auf die Analyse der Batteriealterung, die Optimierung von Betrieb und Sicherheit sowie das ganzheitliche Design von Batteriesystemen.
Ziel ist es, durch das Verständnis von Degradationsmechanismen, intelligente Steuerungs- und Diagnosetechniken sowie innovative Systemkonzepte leistungsfähige, sichere und langlebige Batterien zu entwickeln. Dabei werden Energiemanagement, Zustandsüberwachung, mechanische und thermische Auslegung, elektrische Integration sowie modulare und nachhaltige Designs berücksichtigt. Umfangreiche Test- und Simulationsmöglichkeiten unterstützen die Entwicklung effizienter Lösungen für Anwendungen von Consumerebene bis zu stationären und mobilen Systemen wie in der Elektromobilität oder zur Netzflexibilisierung.
- Analyse chemischer, physikalischer und elektrochemischer Alterungsmechanismen
- Lebensdauer- und Degradationsmodellierung
- Alterungsdiagnostik und Prognoseverfahren (State Estimation & Remaining Useful Life)
- Experimentelle Validierung auf Zell- und Modulebene
- Energiemanagementstrategien für Lade- und Entladeprozesse
- Modellbasierte Zustandsbestimmung (SoC, SoH, SoP)
- Datengetriebene Methoden und Machine Learning für Diagnose und Prognose
- Sicherheitsstrategien und Fehlerdetektion
- Ganzheitliche Systemauslegung von Zellen bis Gesamtsystem
- Thermisches, mechanisches und elektrisches Design
- Integration in mobile und stationäre Anwendungen
- Modulare Architektur, Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit
- Simulationsgestützte Entwicklung und Optimierung
- Zyklisierer und Impedanzspektroskopie zur systematischen Charakterisierung und Alterung bis hin zu großformatigen Batteriezellen sowie die hierzu benötigten Temperaturkammern und Öfen
- Energiemangementsystemreallabor mit Erzeugern und Verbrauchen sowie steuerbaren Lasten und Quellen und RapidPrototyping Toolchain
- Abuse Testzentrum zur zerstörerischen Prüfung auf Zell- und Modulebene inkl. variable Triggereinrichtungen und hochgenauer Messtechnik
- Vermessung von Batteriezellen sowie deren Modellierung
- Auslegung von Batteriesystemen für die Anwendung
- Zerstörerische Prüfung von Batterien
- Optimierung Energieversorgung für u.a. Industriestandorte
Forschungsprojekte
