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#871676

GALION Gassensorik für Li-IONen Batteriesyteme

Der Projektinhalt ist die Erprobung einer komplementären Überwachungstechnologie für Hochenergie-Batteriesysteme mit neuartiger kostengünstiger Gassensorik und funktionalen Polymeren.

Ausgangssituation

Batteriesysteme sind eine Kernkomponente für die Elektromobilität, deshalb muss sichergestellt werden, dass sie über viele Jahre zuverlässig arbeiten. Harte Betriebsbedingungen erfordern die frühzeitige Erkennung von lokaler Überhitzung, Austritt von Elektrolytdampf und Eindringen von Wasser in das Gehäuse. Bei rechtzeitiger Erkennung wird die Systemleistung reduziert, eine Wartung veranlasst und somit mögliche Kosten durch Ausfall reduziert.

Projektverlauf

Im Projektverlauf wird eine kompakte Messplattform mit verschiedenen Gassensoren aufgebaut. Die Sensoren fallen in eine der drei Klassen: die eigene Sensortechnologie der Projektpartner, kostengünstige Gassensoren als Benchmark, sowie teurere Referenzsensoren für genaue Messwerte.
In den ersten zwei Dritteln des Projektes werden die Projektpartner in Prinzipversuchen definierte Zustände in einer Probenkammer nachbilden und deren Detektion mittels Messplattform in der Messkammer testen. Anschließend vergleichen die Partner die Daten der Sensoren mit den hochgenauen Messungen eines FTIR-Spektrometers und eines Gaschromatographen.
Im letzten Drittel des Projektes testet das Konsortium die Sensorplattform in einem realitätsnahen Aufbau: in einem passiven Batteriesystem mit spannungslosen Dummymodulen werden verschiedene Situationen nachgebildet und die Messantwort der Sensoren evaluiert.
Parallel dazu wird eine zweite Messplattform als eigenständige, unabhängige Zusatzkomponente in den freien verfügbaren Raum innerhalb des Gehäuses von großen Prototyp-Batteriesystemen verbaut. Diese speziellen Prototypen der Batteriesysteme durchlaufen anschließend verschiedenste Tests in Klimakammern und die Messdaten der entwickelten Messplattform werden gemeinsam mit anderen relevanten Messdaten aufgenommen.

Meilensteine
1 Definition der Grundanforderungen
2 Auswahl der Sensoren
3 Aufbau der Sensorplattform
4 Validierung der Zustandserkennung
5 Aufbau eines Demonstrators
Ergebnisse

Als erster Schritt gilt es, erstmals zu messen, welche Gaskonzentrationen im Normalbetrieb eines Batteriesystems im Gehäuse vorherrschen und mit welcher Rate sich diese Konzentrationen ändern.
Das Ziel ist dann vor allem, mittels der Gassensoren zuverlässig Abweichungen vom Normalbetrieb festzustellen. In einer späteren Serienimplementierung müssen aber Fehlalarme durch normal entstehende Gase ausgeschlossen werden.
Es wird die Eignung verschiedener Sensortechnologien für den Serieneinsatz in Batteriesystemen bewertet und es wird die optimale Position und die nötige Anzahl der Sensoren ermittelt.

Steckbrief

Projektnummer
871676
Koordinator
VIRTUAL VEHICLE Research GmbH
Projektleitung
Christiane Essl, christiane.essl@v2c2.at
Partner
Polymer Competence Center Leoben GmbH
Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik
Samsung SDI Battery Systems GmbH
Sensirion Automotive Solutions AG
UnravelTEC OG
Schlagwörter
Batterie Sicherheit Sensortechnologie Früherkennung von Batteriefehler
Förderprogramm
Energieforschung (e!MISSION)
Dauer
03.2019 - 02.2022
Budget
1.077.617 €