Sichere Batterien in jedermanns Garage? Eine effiziente Methodik für die Entwicklung

Autoren

Dr. B. Brunnsteiner, Dr. W. Prochazka, AVL List GmbH, Graz:

Jahr

2022

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

In der Entwicklung Batterie-elektrischer Fahrzeuge (BEVs) spielt neben Reichweite und Lebensdauer die Sicherheit eine essentielle Rolle, die Kundenakzeptanz und Zulassung bestimmt. Um die sichere Nutzung eines BEV zu gewährleisten, müssen verschiedene Szenarien untersucht und eine 24/7-gültige passive Sicherheit entwickelt und verifiziert werden. Neben klassischen Zulassungstests wie der aktuellen chinesischen GB-Vorschrift für die thermische Ausbreitung denken viele OEMs in die Richtung, sich ein viel schwierigeres Ziel zu setzen: keine Ausbreitung. Dieses Ziel ist dringend erforderlich, wenn man bedenkt, dass Fahrzeige meist in der Garage beim Laden über Nacht geparkt sind. Das bedeutet, dass nach einem Ausfall einer einzelnen Zelle, der zu einem thermischen Durchgehen einer einzelnen Zelle führt, das Batteriedesign sicherstellt, dass keine Flammen oder Feuer aus der Batterie kommen, auch nicht über Stunden. Nur solche Ziele können die sichere Nutzung von BEVs in jeder Anwendung gewährleisten, z. B. beim Aufladen in Millionen von privaten Garagen oder öffentlichen Depots.

Sichere Batteriedesigns in dieser Art und Weise erfordern einen detaillierten und sorgfältigen Entwicklungs- und Verifizierungsprozess. Deshalb hat AVL eine einzigartige Simulationsmethodik entwickelt, die physikalische Tests auf Zellebene mit Simulationen auf Modul- und Pack-Ebene und sogar mit Fahrzeugschnittstellen kombiniert. Die Zelltests umfassen Messungen der Wärmefreisetzung, der Zusammensetzung der entweichenden Gase und der Erkennung von herausgeschleuderten Partikeln, die dann durch einen entwickelten Parametrisierungsalgorithmus in das Simulationsmodell eingespeist werden. Diese Simulationsmethodik berücksichtigt verschiedene physikalische Phänomene, die zur Sicherheit des Systems beitragen – nicht nur die Zelle im thermischen Durchgehen, sondern auch das Schmelzen von thermisch/elektrisch empfindlichen Teilen wie der Stromschienenisolierung, Gaszündung, Verbrennung, Lichtbogenbildung, Partikelfluss und Abrieb.
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ISBN

1920-2323-23-1

Anzahl der Seiten

10 Bestellen