Batteriediagnose

Batteriediagnose mit Methoden der Impedanzspektroskopie

Laufzeit: Mai 2002 - September 2005

Die Erkennung des Zustands sekundärer Gerätebatterien bekommt bei zunehmendem Bedarf an Mobilität eine bedeutende Rolle. In diesem Projekt wurde ein neues Verfahren zur Diagnose von Gerätebatterien entwickelt, um den Zustand sekundärer Batterien und insbesondere ihrer verbleibenden Lebensdauer zuverlässig und schnell zu erkennen. Für diese Aufgabestellung hat die Impedanzspektroskopie gegenüber anderen Diagnoseverfahren, wie z. B. Pulsverfahren oder einfache Stromspannungsmessungen, den entscheidenden Vorteil, dass diverse Effekte aufgrund ihrer unterschiedlichen Frequenzabhängigkeit separiert werden können. Damit kann prinzipiell eine Diagnose an den Elektroden und am Elektrolyt durchgeführt werden.
Zur Verkürzung von Messzeiten bei niedrigen Frequenzen wurden mehrfrequente Signale genutzt. Um den Lade- und Alterungszustand sicher aus einer begrenzten diskreten Zahl von Messwerten bestimmen zu können, wurden geeignete Modelle unter Berücksichtigung der Elektrodenporosität untersucht. Zur robusten Auswertung der Impedanzspektren wurden Evolutionsstrategien zur Parameterextraktion eingesetzt.

Batteriediagnose mit Methoden der Impedanzspektroskopie

1. Tröltzsch, U.: "Diagnose von Gerätebatterien mit Impedanzspektrometrie", Workshop Impedanz-Spektrometrie, Prinzipien und Anwendungen, 19. und 20. Februar 2003, Universität Kassel
2. Tröltzsch, U., Kanoun, O., Jacob, M., Tränkler, H.-R.: "Charging NiCd- and NiMH- Batteries for Energy Autonomous Sensor Systems", Sensors 2003, 13.-15. Mai 2003, Nürnberg
3. Tröltzsch, U., Kanoun, O., Tränkler, H.-R.: "Impedance Spectroscopy for Characterization of Aging Effects of Portable Secondary Batteries", 6th International Symposium on Electrochemical Impedance Spectroscopy, May 16-21, 2004, Cocoa Beach, Florida
4. Kanoun, O., Tröltzsch, U., Tränkler, H.-R.: "Application of Evolutionary Methods to Modeling of Impedance Spectra" 6th International Symposium on Electrochemical Impedance Spectroscopy, May 16-21, 2004, Cocoa Beach, Florida
5. Tröltzsch, U., Kanoun, O., Tränkler, H.-R.: "Batterietestverfahren zur Diagnose von Gerätebatterien mit Impedanzspektrometrie", Technisches Messen, Vol. 71, No. 9, S. 509-518, 2004, Oldenbourg Verlag
6. Tröltzsch, U., Kanoun, O., Karl, B., Tränkler, H.-R.: "Anwendung elektrischer Leitungsmodelle zur Diagnose und Simulation von Gerätebatterien am Beispiel von Lithium Ion Zellen", XIX. Mess. Symp. AHMT, 29. September - 01. Oktober 2005
7. Tröltzsch, U., Mack, H., Kanoun, O.: "Anforderungen und Applikationsbeispiele für universell einsetzbare Testsysteme für Gerätebatterien", Eingeladener Beitrag für das Entwicklerforum Batterien, Ladekonzepte & Stromversorgungsdesign, 22. März 2006, München
8. Kanoun, O., Tröltzsch, U., Tränkler, H.-R., Benefits of Evolutionary Strategy in Modeling of Impedance Spectra, ", Electrochimica Acta 51 (2006) S. 1453-1461
9. Tröltzsch, U., Kanoun, O., Tränkler, H.-R., Characterizing Aging Effects of Lithium Ion Batteries by Impedance Spectroscopy, Electrochimica Acta 51 (2006) S. 1664-1667