Akku4Future – Messsystem für die Zustandsdiagnose von Lithium Ionen Akkumulatoren

Abstract

Um den Ladezustand (SOC) und den Gesundheitszustand (SOH) eines Lithium Ionen Akkumulators hinreichend genau feststellen zu können wird die Messung der Parameter Klemmenspannung, Klemmenstrom und Zelltemperatur durchgeführt. Mehr relevante Parameter können an der Zelle auch nicht direkt gemessen werden. Das elektrische Verhalten einer Akku-Zelle gleicht im einfachsten Fall dem Verhalten eines ohmsch-kapazitiven (R-C) Serien-Parallel-Schaltkreises. Um die Überspannungs-erzeugenden, elektrochemischen Vorgänge innerhalb der Zelle abbilden zu können werden weitere R-C-Schwingkreise hinzugefügt. Messverfahren zur Bestimmung von allen relevanten Parametern in verschiedenen Betriebszuständen des Prüflings werden hier gezeigt. Das erste Messverfahren misst die definierte maximale Kapazität des Prüflings welche die Basis für die zweite Messung der Korrelationskurve zwischen SOC und Klemmenspannung darstellt. Das dritte Messverfahren beschreibt die Ersatzschaltbildgrößen bei Belastung mit Strompulsen. Die beim vierten Messverfahren erhaltenen Ergebnisse zeigen die Degradation der Testzelle über eine Vielzahl von Ladezyklen.