GALION

Kurzfassung

Das Ziel des Projektes ist die Erprobung einer komplementären Überwachungstechnologie
für Hochenergie-Batteriesysteme. Es wird die nun verfügbare low-cost Gassensorik
eingesetzt um lokale Übertemperaturen, Elektrolytdampf, Wassereintritt, Kondensation und
Korrosion frühzeitig zu erkennen. Zusätzlich werden funktionale Polymere und Lacke
entwickelt, welche bei Übertemperatur ein selektiv messbares Tracergas freisetzen, welches
dann von den eingesetzten Gassensoren detektiert wird.

Projektbeschreibung

Zuverlässige Batteriesysteme sind eine Kernkomponente für die Energiewende. Sie sind die Energiequelle für Elektromobilität, Solarspeicher, Netzstabilisation, hochverfügbare
Notstromversorgung und ähnliche Anwendungen. Der Markt zwingt die Hersteller der Li-
Ionen Batteriesystemen die Energie- und Packungsdichte weiter zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren.

Es ist eine große Herausforderung in solchen Systemen sich anbahnende Fehler
rechtzeitig zu detektieren um eine Leistungsreduktion bzw. Wartung oder einen Austausch
zu veranlassen. In Li-Ionen Batteriesystemen gibt es Fehlerarten die mit den klassischen
Überwachungseinrichtungen schwer erkennbar sind. Es gibt insbesondere den Bedarf zur
Erkennung einer lokalen Überhitzung, dem Austritt von Elektrolytdampf aus beschädigten
Zellen oder einer Wasserkondensation, Korrosion und ungewollte Elektrolyse im System
(Batteriesysteme werden oft im Außenbereich aufgestellt).

Das Ziel des Projektes

ist die Entwicklung und Erprobung einer komplementären
Überwachungstechnologie für Batteriesysteme basierend auf low-cost Gassensorik und
funktionalen Polymeren.

Auswahl der Sensoren und Aufbau der Sensorplattform

  • Entwicklung eines funktionalen Polymers, welcher bei Übertemperatur leicht detektierbares Tracergas freisetzt
  • Erkennung der Fehlerfälle in Prinziptests und in realistischer Umgebung
  • Erfassung der Gaskonzentrationen im Gehäuse des Batteriesystems bei normalem Betrieb

Die Hauptergebnisse des Projektes sind

  • Validierung der low-cost Gassensoren für Einsatz in Batteriesystemen mit
    Betriebsdauern > 10 Jahre
  • Charakterisiertes funktionales Polymer für die Isolation stromführender Teile mit den
    erforderlichen Eigenschaften für den Einsatz in Batteriesystemen: Lebensdauer,
    mechanische und elektrische Eigenschaften
  • Ausarbeitung eines erweiterten Sicherheitskonzepts für Batteriesysteme (Erweiterung
    der funktionalen Sicherheit)
  • Demonstrator eines Batteriesystems mit der erweiterten Überwachungstechnologie

Aufgaben von UnravelTEC

Die Aufgabengebiete von UnravelTEC sind die sensorische Datenerfassung sowie deren
Speicherung, Verarbeitung und Aufbereitung um diese leicht verständlich zu visualisieren.
Das interdisziplinär breit aufgestellte Team verfügt u.a. über Kompetenzen in Elektronik-
Entwicklung, Aufbau SBC (single board computer) und mikrocontrollerbasierter
Sensorplattformen, Software-Engineering, Datenbankensysteme, Backend-Programmierung
und Administration als auch Aufbau und Durchführung von Versuchsaufbauten und hat es
sich zum Ziel gemacht unterschiedliche Produkte für verschiedene Zielgruppen zu
entwickeln wie mikrocontrollerbasierte Sensorplattformen bis hin zu fertigen End-Geräten für
den Consumer-Markt.

Die dafür benötigten Datenbanksysteme werden adaptiert sowie das Backend inhouse
entwickelt. Eigene Forschung im Bereich Remote-Sensing und neuer Sensorklassen ist in
Zukunft vorgesehen, ein Grundstein dafür kann unter anderem mit vorliegendem Projekt
gelegt werden.

Links

Projektpartner