GAssensorik für Li-IONen Batteriesysteme

Zuverlässige Batteriesysteme sind eine Kernkomponente für die Energiewende. Sie sind die Energiequelle für Elektromobilität, Solarspeicher, Netzstabilisation, hochverfügbare Notstromversorgung und ähnliche Anwendungen. Der Markt zwingt die Hersteller der Li-Ionen Batteriesystemen die Energie- und Packungsdichte weiter zu erhöhen und die Kosten zu reduzieren. Es ist eine große Herausforderung in solchen Systemen sich anbahnende Fehler rechtzeitig zu detektieren um eine Leistungsreduktion bzw. Wartung oder einen Austausch zu veranlassen. In Li-Ionen Batteriesystemen gibt es Fehlerarten die mit den klassischen Überwachungseinrichtungen schwer erkennbar sind. Es gibt insbesondere den Bedarf zur Erkennung einer lokalen Überhitzung, dem Austritt von Elektrolytdampf aus beschädigten Zellen oder einer Wasserkondensation, Korrosion und ungewollte Elektrolyse im System (Batteriesysteme werden oft im Außenbereich aufgestellt). Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung einer komplementären Überwachungstechnologie für Batteriesysteme basierend auf low-cost Gassensorik und funktionalen Polymeren

• Auswahl der Sensoren und Aufbau der Sensorplattform
• Entwicklung eines funktionalen Polymers, welcher bei Übertemperatur leicht detektierbares Tracergas freisetzt
• Erkennung der Fehlerfälle in Prinziptests und in realistischer Umgebung
• Erfassung der Gaskonzentrationen im Gehäuse des Batteriesystems bei normalen Betrieb

Die Hauptergebnisse des Projektes sind
• Validierung der low-cost Gassensoren für Einsatz in Batteriesystemen mit Betriebsdauern > 10 Jahre
• Charakterisiertes funktionales Polymer für die Isolation stromführender Teile mit den erforderlichen Eigenschaften für den Einsatz in Batteriesystemen: Lebensdauer, mechanische und elektrische Eigenschaften
• Ausarbeitung eines erweiterten Sicherheitskonzepts für Batteriesysteme (Erweiterung der funktionalen Sicherheit)
• Demonstrator eines Batteriesystems mit der erweiterten Überwachungstechnologie

Virtual Vehicle
Polymer Competence Center Leoben GmbH, PCCL
SAMSUNG SDI Battery Systems GmbH
Sensirion Automotive Solutions Switzerland AG
UnravelTEC, c/o Science Park Graz