Vom thermischen Durchgehen zu keiner thermischen Propagation

Autoren

M. Sens, A. Fandakov, K. Mueller, L. von Roemer, M. Woebke, P. Tourlonias, T. Mueller, IAV, Berlin; T. Burton, K. Srivastava, K. Senecal, Convergent Science, Wisconsin:

Jahr

2024

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Wie bereits in unserem Beitrag für das 45. Wiener Motorensymposium thematisiert, gehört die Steigerung der Leistungs- und Energiedichte von Batterien zu dem vorangingen Entwicklungsziel. Dieses Streben führt automatisch zu einem immer stärkeren Einsatz von Zell-Chemien mit hoher Energiedichte. Die dabei verwendeten Materialien zeichnen sich durch ein thermisch weniger stabiles Verhalten aus. Um diese unter Kontrolle zu behalten, werden immer komplexere und leistungsfähigere Thermomanagementsysteme eingesetzt. Wird jedoch ein kritischer Zustand in der Zelle erreicht, z.B. durch einen Produktions-Fehler, so kann es zu einem thermischen Durchgehen der Zelle kommen. Das bedeutet, dass exotherme chemische Reaktionen innerhalb der Zelle zu einem starken Anstieg der Zelltemperatur führen. Die damit verbundene Wärmefreisetzung kann ihrerseits eine Kettenreaktion auslösen, die als thermische Propagation bezeichnet wird. Im Verlauf derselben werden die jeweils benachbarten Zellen durch den Temperaturanstieg in einen instabilen Zustand versetzt, sodass diese auch durchgehen. Dieser Vorgang setzt sich dann so lange fort, bis entweder alle Zellen erfasst wurden oder die thermische Propagation gestoppt wird. Bei großen Batterie-Packs kann das infolge der großen Energiemenge innerhalb der Batterie zu extrem starken exothermen Reaktionen mit nicht nur auf das Fahrzeug beschränkter Zerstörung führen.
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ISBN

978-3-9504969-3-2

DOI

https://doi.org/10.62626/wznd-tsm7