In Bayreuth arbeitet man innerhalb des BMBF-Projekts ReDesign des Kompetenzcluster greenBatt an der Refabrikation von Akkupacks. Das bezieht sich auf den Austausch einzelner (Teil-) Module oder Zellen, die defekt sind oder ein abweichendes Alterungsverhalten im Vergleich zum Rest der Batterieeinheiten aufweisen. Ob eine signifikante Ungleichheit im Zustand der Akkus vorliegt oder ob alle Zellen gleich gealtert sind, wird bisher noch anhand aufwändiger Messungen erkannt.
Die neue Methode nutzt virtuelle Batteriemodule, die auf der Grundlage der Messung von einzelnen Zellen desselben Typs erstellt werden. Die Schwankungen von Zelle zu Zelle werden zu Beginn der Lebensdauer bestimmt. Daraus resultiert eine Art „idealtypisches Batteriemodul“ unter Berücksichtigung von statistischen Schwankungen.
Wie funktioniert das?
Für die quantitative und qualitative Analyse ist das nach Angaben des Forschungsteams ein neuartiger vergleichender Analyseansatz. Die Merkmale der in Serie verbundenen Zellen werden dabei untersucht und mit denen einer ungleichmäßig gealterten Verschaltung verglichen. Für die vielversprechendsten Merkmale wird eine detaillierte Empfindlichkeitsanalyse durchgeführt, bei der der Einfluss der Zell-zu-Zell-Variationen, der Alterungsbedingungen und des Alterungsmechanismus untersucht wird.
Das Merkmal mit der höchsten Empfindlichkeit, das sogenannte niederfrequente Minimum, ist in der Lage, einzelne Ausreißer innerhalb einer großen Anzahl von seriell verbundenen Zellen zu erkennen. Hiermit werden gezielt Inhomogenitäten innerhalb eines Akkupacks entdeckt.
So lässt sich herausfinden, ob ein Batteriemodul ungleichmäßig gealtert ist. Das ist Voraussetzung, um geeignete Zellen oder Module weiter zu nutzen anstatt sie zu verschrotten.
