MODELING OF A FINITE ELEMENT BATTERY CELL FOR THE USAGE IN CRASH VEHICLE DEVELOPMENT

Titel in Übersetzung: Crashmodellentwicklung einer Batteriezelle zum Einsatz in der Fahrzeugentwicklung

Publikation: StudienabschlussarbeitMasterarbeit

Abstract

Der Einsatz der Lithium Ionen Batterietechnologie ist einer der hoffnungsvollsten Kandidaten um die fortschreitende Entwicklung der Elektromobilität zu lancieren. Derzeit sind die erzielten Reichweiten allerdings noch deutlich geringer als bei konventionellen Personenkraftwagen. Die Gewichtsreduktion und die damit verbundene Optimierung von Batteriesystemen hinsichtlich eingesetzte Materialien und Komponenten ist derzeitiges Forschungsinteresse vieler Fahrzeughersteller. Dabei steht die Untersuchung der Auswirkung mechanischer Belastungen auf die Batteriezelle im Vordergrund. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der mechanischen Beschreibung einer in der Fahrzeugindustrie eingesetzten zylindrischen Metal Can Batteriezelle im Format 26650. Dazu sind wichtige Informationen rund um das Thema Hybrid- und Elektrofahrzeuge und elektrische Energiespeicher zusammengefasst, sowie in der Literatur bereits vorhandene Ansätze zur Beschreibung mechanischen Verhaltens von zylindrischen Metal Can Zellen ermittelt worden. Anschließend sind Belastungstests und auftretende Mechanismen beim Verformen der Batteriezelle in unterschiedlichen Belastungsrichtungen aufgezeigt und interpretiert worden. Die gewonnenen Kraft / Weg - Charakteristika liefern die Basis für die Erstellung eines Finiten-Elemente-Simulationsmodells der Batteriezelle. Die Verwendung eines Honeycomb-Materialmodells für die aktive Zellmaterialmodellierung ermöglicht es, das richtungsabhängige Verformungsverhalten einer zylindrischen Batteriezelle zu beschreiben. Anhand eines Biegelastfalles sind die Simulationsergebnisse evaluiert und validiert worden. Des Weiteren wurde die Rechenfähigkeit des Simulationsmodells anhand einer Gesamtfahrzeugsimulation bestätigt. Abschließend wurden die Ergebnisse zusammengefasst und die nächsten Schritte zur weiteren Entwicklung des Simulationsmodells der Batteriezelle aufgezeigt.
Titel in ÜbersetzungCrashmodellentwicklung einer Batteriezelle zum Einsatz in der Fahrzeugentwicklung
Originalspracheenglisch
QualifikationMaster of Science
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Sattinger, Vinzenz, Betreuer, Externe Person
Datum der Bewilligung20 Jul 2015
PublikationsstatusVeröffentlicht - 29 Mai 2015

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