iImpedance spectroscopy, optimization, stochastic model parameter estimation, evolutionary methods, lithium ion battery, aging, composite electrode, porosity, transmission line model
Kurzfassung:
Der Bedarf zur Zustandsdiagnose von Gerätebatterien ist während ihres gesamten Produktlebenszyklus gegeben. Die Bewertung des Standes der Technik zeigt, dass derzeit kein Verfahren für den Einsatz außerhalb einer Laborumgebung verfügbar ist, welches für eine große Vielfalt von Anwendungsszenarien genutzt werden kann. In dieser Arbeit wird daher ein neuartiges, leicht nutzbares und kostengünstig implementierbares Zustandsdiagnoseverfahren auf der Basis der Impedanzspektroskopie in Verbindung mit physikalischen und chemischen Modellen vorgeschlagen. Hauptbestandteile dieses Verfahrens sind ein schnelles Impedanzmessverfahren, eine effizient automatisierbare Strategie zur Modellparameterextraktion und Impedanzmodelle ohne Mehrdeutigkeiten. Bei experimentellen Untersuchungen an Lithium-Ion-Zellen wurde gezeigt, dass sich bei Kenntnis eines Referenzdatensatzes durch einen Schnelltest Aussagen zur Zellkapazität mit etwa 10% Genauigkeit bezogen auf die Nennkapazität treffen lassen. «
Der Bedarf zur Zustandsdiagnose von Gerätebatterien ist während ihres gesamten Produktlebenszyklus gegeben. Die Bewertung des Standes der Technik zeigt, dass derzeit kein Verfahren für den Einsatz außerhalb einer Laborumgebung verfügbar ist, welches für eine große Vielfalt von Anwendungsszenarien genutzt werden kann. In dieser Arbeit wird daher ein neuartiges, leicht nutzbares und kostengünstig implementierbares Zustandsdiagnoseverfahren auf der Basis der Impedanzspektroskopie in Verbindung mit... »
Übersetzte Kurzfassung:
During the whole life cycle of portable batteries there is a need for battery diagnosis. Outside laboratory environments there is no state of the art method for battery diagnosis available, that is applicable for many scenarios like battery development, quality check or in service diagnosis. This work proposes an easy to use and cost effective method for battery diagnosis, based on impedance spectroscopy and physical and chemical models. Main components of this method are a fast method for measurement of impedance spectra, an efficiently automated method for model parameter extraction and unambiguous impedance models. Measurements performed at lithium ion cells allowed to conclude it is possible to determine cell capacity with 10% accuracy related to nominal capacity. «
During the whole life cycle of portable batteries there is a need for battery diagnosis. Outside laboratory environments there is no state of the art method for battery diagnosis available, that is applicable for many scenarios like battery development, quality check or in service diagnosis. This work proposes an easy to use and cost effective method for battery diagnosis, based on impedance spectroscopy and physical and chemical models. Main components of this method are a fast method for measu... »
Veröffentlichung:
Erschienen im VDI-Verl., Düsseldorf in: "Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik". Band 1088 (ISBN 3-18-508808-5)