BATTERIEN VERSTEHEN
Hauchdünne Druck- und Temperatursensoren erfassen ortsaufgelöste Daten einzelner Batteriezellen, mit denen die Lebensdauer der Batterie um bis zu 40% verlängert werden kann.
BaMoS - Die innovative Batterieüberwachungslösung für Automobilanwendungen
Bei Elektrofahrzeugen ist die Batterie wohl die wichtigste Komponente - und sicherlich auch die teuerste. Die Verbraucher legen großen Wert auf die Reichweite eines Elektrofahrzeugs, die natürlich direkt von der Batterie abhängt. BaMoS ermöglicht die Erfassung detaillierter Druck- und Temperaturdaten auf Zellebene, mit denen Forschungs- und Entwicklungsteams die Lebensdauer der Batterie um bis zu 40 % verlängern können.
InnovationLab bietet mit BaMoS eine komplette Lösung für die Batterieüberwachung an, einschließlich Sensorfolien, Elektronik zur Auslesung und Verarbeitung der erfassten Daten und Software zur Visualisierung, Speicherung und Analyse der Daten. Sowohl die Druck- als auch die Temperatursensoren können in Bezug auf Größe, Auflösung und Trägermaterial an individuelle Kundenbedürfnisse angepasst werden. Die Preise und technischen Details entnehmen Sie bitte unserer Produktpräsentation.
Wie funktioniert BaMoS und wie kann die Effizienz von Batterien verbessert und ihre Leistung gesteigert werden?
Während des Lade- und Entladezyklus ändert eine Batteriezelle ständig ihr Volumen, sie "atmet". Wenn sie jedoch in einer starren Verpackung eingeklemmt und fixiert ist, ist keine Volumenänderung möglich ist. Stattdessen ändert sie ihren Druck.
Durch die Messung dieses Drucks mit gedruckten Drucksensoren, die um die einzelnen Batteriezellen und dazwischen angebracht sind, kann das Fahrzeug einen Einblick in den Ladezustand der Zellen aufzeigen. Dies kann dazu beitragen, eine Überladung zu verhindern und einen Zellausgleich vorzunehmen, der die Batteriekapazität und -lebensdauer maximiert, indem Schwankungen des Ladezustands zwischen den Zellen in einem Akkupack korrigiert werden. Aufgrund der dünnen Beschaffenheit von gedruckten Sensoren, können sie so platziert werden, dass sie Daten für jede einzelne Zelle und nicht nur für den gesamten Batteriesatz liefern.
Tatsächlich gibt es einen optimalen Druck, bei dem die Batterie die längste Lebensdauer hat. Wenn die Batterie bei diesem Druck gehalten wird, kann die Zykluslebensdauer (die Anzahl der Lade-/Entladezyklen, die eine Batterie in ihrem Leben durchlaufen kann) um 30 bis 40 Prozent verbessert werden.
Desweiteren ist in Elektrofahrzeugen eine Temperaturmessung erforderlich. Die Kapazität der in Elektrofahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen-Batterien variiert mit der Temperatur und nimmt bei Kälte ab. Dies ist für Fahrer in kalten Klimazonen ein großes Problem und kann die Reichweite des Fahrzeugs um etwa 20 Prozent verringern1. Es ist außerdem wichtig zu wissen, wenn die Batterie eine höhere Temperatur als normal hat - dies bedeutet, dass wahrscheinlich ein Fehler vorliegt, der Auswirkungen auf die Sicherheit haben kann.
Die Temperatur kann mit gedruckten Sensoren gemessen werden, so dass mögliche Probleme erkannt werden können. Sobald eine niedrige Temperatur festgestellt wird, können gedruckte Heizelemente eingeschaltet werden, um die Batterie zu erwärmen und dadurch ihre Energieabgabe zu erhöhen. Die Temperaturdaten tragen auch zur Verbesserung des Zellausgleichs bei.
Da diese beiden Schlüsselvariablen, Temperatur und Druck, von gedruckten Sensoren genau überwacht werden, können die Batteriemanagementsysteme des Fahrzeugs auf veränderte Bedingungen reagieren und die Batteriekapazität und -lebensdauer maximieren.
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[1] https://www.wired.com/story/electric-cars-cold-weather-tips/