FeBaL – Felddatenbasierte Batteriediagnose und Lebensdauerprognose

Die Batterie ist das letzte Verschleißteil eines Elektrofahrzeuges und hat dabei einen signifikanten Anteil an dessen Kosten (bis zu 30 %). Um dieses Asset gut zu verwalten, ist sowohl eine möglichst präzise Batteriedimensionierung als auch eine Bewertung des Nutzwertes bei Weiterverkauf oder Überführung in eine post-automobile Anwendung erforderlich. Die Systemauslegung stützt sich in der Regel auf Angaben des Zellherstellers und beschleunigte Alterungsversuche, während für die Bestimmung des Alterungszustandes und damit des Nutzwertes häufig eine Restkapazitätsmessung als sinnvoll erachtet wird. Diese Ansätze haben mit Blick auf die realen Anwendungen, die sich durch vielfältige Kombinationen unterschiedlicher Belastungen auszeichnen, ein Problem gemeinsam: Sie bilden die Bandbreite der Belastungen und deren Wechselwirkung nicht oder nur unzureichend ab. Eine Fahrzeugbatterie wird weder dauerhaft bei konstant 1C und 100 % DOD (Angabe Zellhersteller; Kapazitätsmessung) noch permanent bei sehr hohen oder niedrigen Temperaturen betrieben (beschleunigte Alterungstests). Daraus leitet sich direkt die Zielstellung des Projektes ab, direkt aus den Felddaten die folgenden Charakteristika zu erlernen:

das Alterungsverhalten zur Ermittlung der Stressfaktoren und ihrer Wechselwirkungen,
den Alterungszustand ohne zusätzliche Kapazitätstests während des Betriebes und
das Nutzungsverhalten zur anwendungsspezifischen Lebensdauerprognose.

Damit kann auch das Lebensende einer Batterie neu definiert werden und zwar als der Zeitpunkt, an dem eine Batterie die Anforderungen ihrer jeweiligen Anwendung nicht mehr erfüllen kann.

Um diese Ziele zu erreichen arbeiten die TU Berlin und das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme innerhalb des Projektes eng zusammen und bringen die Erkenntnisse auch in das Kompetenzcluster Batterienutzungskonzepte sowie das Begleitvorhaben greenBattNutzung ein.