Performance and aging diagnostic on lithium iron phosphate batteries for electric vehicles and vehicle-to-grid strategies : from the cell to the system level

Marongiu, Andrea; Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor); Damiano, Alfonso (Thesis advisor)

Aachen : Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) (2017, 2018)
Buch, Doktorarbeit, Bericht

In: Aachener Beiträge des ISEA 100
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (ix, 222 Seiten) : IllustrationenReport-Nummer: ISEA RWTH-100

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Kurzfassung

In dieser Arbeit werden alle Aspekte einer Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie ausgehend von ihrem Funktionsprinzip bis hin zu ihrer richtigen Anwendung und Integration in das elektrische Netz untersucht. Zuerst wird in der Arbeit die elektrische Leistungsfähigkeit der Batterie erforscht sowie ihre Änderung im Laufe der Alterung. Auf Basis dieser Messergebnisse wurde ein neues Konzept eines on-board Algorithmuses zur Bestimmung der aktuellen Restkapazität entwickelt. Durch die Bestimmung der einzelnen Alterungsmechanismen kann der aktuelle Alterungszustand mit einem Fehler kleiner 2% ermittelt werden. Der vorgeschlagene Algorithmus gehört zu einem neu entwickelten Konzept für Batteriemanagementsysteme (BMS), das für Vehicle-To-Grid Anwendungen entwickelt wurde. Daher wurde ein Simulationstool eingeführt, das das Verhalten von Batteriepacks aus einer Fahrzeugflotte analysiert, die eine zusätzliche Zyklisierung aufgrund von Netzdienstleistungen erfahren. Die Ergebnisse der Simulationen zeigen, dass durch eine richtige und geeignete Strategie eine gleichmäßige Alterung der Fahrzeugflotte gewährleistet werden kann. Dadurch wird eine Zunahme der durchschnittlichen Lebensdauer von ca. einem Jahr erreicht.

Einrichtungen

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