mercredi, 24 avril 2024

Fraunhofer IFAM simplifie les mesures de vieillissement des cellules de batterie

Le Fraunhofer IFAM à Brême travaille à déterminer la résistance AC dans la batterie en utilisant la spectroscopie d’impédance vibrante. La méthode industrialisée supplémentaire aide à montrer l’état des cellules de batterie plus précisément et sans effort de laboratoire.

Selon l’étude de l’Institut Fraunhofer pour l’innovation de la production et la recherche appliquée sur les matériaux, cela permet de prendre des mesures pendant le fonctionnement, qui peuvent être utilisées pour faire des déclarations sur l’efficacité en temps réel.

Le contexte de l’avancement : le vieillissement des cellules de la batterie est difficile à identifier dans des conditions réelles. Une déclaration exacte sur l’état de vieillissement des cellules en fonctionnement constitue la base d’une bien meilleure compréhension des systèmes de vieillissement d’une batterie et d’une prolongation de sa durée de vie. C’est précisément ce que la toute nouvelle approche de mesure est censée permettre.

Déjà, des mesures précises au niveau de la cellule ou de l’emballage étaient principalement possibles en laboratoire. Mais là, les batteries sont généralement exposées à des conditions différentes de celles de l’automobile elle-même. Une grande variété de facteurs sont responsables du vieillissement des cellules de la batterie, tels que les niveaux de température de stockage (qui, malheureusement, sont difficiles à affecter), l’état de charge tout au long des temps de repos plus longs et, surtout, l’historique de charge et de libération. procédures.

« Il existe pour cette raison de nombreux éléments d’influence variables sur de longues périodes de temps, c’est pourquoi la décision précise de l’état de vieillissement est complexe et a en fait jusqu’à présent été liée à un effort important, » Fraunhofer IFAM compose. « Dans ce contexte, les approches existantes sont basées soit sur des simulations, qui représentent une description simplifiée du système de batterie et de la procédure de décomposition, soit sur une extrapolation expérimentale du cycle de vie des cellules de la batterie. »

Le hic avec la modélisation simulative : vous avez besoin de connaître toutes les procédures complètes requises pour chaque type de cellule, même si elles ne sont pas encore connues ou comprises. De plus, toute la procédure de description doit être refaite afin de la transférer à une toute nouvelle chimie cellulaire, ce qui à son tour nécessite des efforts considérables. C’est également le cas avec la projection à partir des mesures, étant donné qu’ici l’effort de mesure complet doit être effectué pour chaque type de cellule à expliquer et toutes les conditions environnementales existantes (température, profil de charge, etc.). Et même dans ce cas, des aspects tels que la distribution du niveau de température dans une cellule ne sont même pas pris en compte.

— PUBLICITÉ– Par conséquent

, les scientifiques de Fraunhofer veulent se débrouiller avec leur conception « avec une connaissance restreinte de la chimie cellulaire ». Selon le communiqué de journalisme, des conceptions mathématiques pour un comportement non linéaire avec des effets de « mémoire » (appelées séries Volterra) sont utilisées pour décrire les maisons cellulaires. Selon l’énoncé, cette méthode offre l’avantage que la sortie du système dépend à tout moment de l’entrée dans le système, de sorte que le système obtient une mémoire de toutes les procédures précédentes, ce qui est indispensable pour décrire le processus de vieillissement.

L’action essentielle serait alors de mesurer l’impédance dynamique des cellules de la batterie tout au long de l’utilisation, y compris pendant le processus de charge ou de décharge de la cellule. Il est possible de déterminer directement les critères mathématiques expliquant le comportement des cellules. « Avec l’aide de cette représentation mathématique, les états qui n’ont pas été mesurés peuvent alors également être pris en compte, permettant la transférabilité à d’autres conditions environnementales et chimies cellulaires, c’est-à-dire la prise en compte de types de batteries entièrement nouveaux », déclare Fraunhofer IFAM.

Dans cette méthode, il doit également être possible d’enregistrer des piles solides à l’avenir, par exemple. De plus, ces fonctions peuvent être exécutées directement dans le système de gestion de la batterie, ce qui indique que toutes les informations nécessaires à la prédiction de la durée de vie peuvent être obtenues à tout moment, sans travail de laboratoire supplémentaire.

ifam.fraunhofer .de

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