Michael Späte

Entwicklung eines effizienten Batterie-Zyklisierers

Batterien gewinnen als Energiespeicher in immer mehr Bereichen an Bedeutung, sei es z.B. in der Elektromobilität oder bei Heimspeicherapplikationen. Es werden fortlaufend neue Zellchemien entwickelt bzw. vorhandene Zellchemien verbessert, um den steigenden Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Neben einer hohen Energiedichte bzw. Kapazität ist eine hohe Zyklenfestigkeit der Batterien von besonderem Interesse. Zur Erfassung der Zyklenfestigkeit müssen die Batterien mehrere hundertmal aufgeladen und wieder entladen werden. Beim Entladevorgang wird die gespeicherte Energie typischerweise über eine geeignete Last in Wärme umgewandelt.

Zur Steigerung der Effizienz solcher Zyklentests soll im Rahmen dieser Arbeit ein Batterie-Zyklisierer entwickelt werden, welcher die beim Entladevorgang anfallende Energie nutzt, um weitere zu charakterisierende Batterien aufzuladen. Insgesamt müssen so nur die in der entsprechenden Leistungselektronik anfallenden Verluste nachgeliefert werden. Das System soll hierbei so ausgelegt sein, dass es mit geringem Aufwand erweitert werden kann, damit auch mehrere Zellen gleichzeitig untersucht werden können.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

• Entwurf eines Konzeptes und Auswahl geeigneter Komponenten
• Entwicklung eines Schaltplans und Layouts mit der Software Altium Designer
• Realisierung eines entsprechenden µC-Programms
• Inbetriebnahme und Test der Schaltung
• Schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag