ProMoBis

ProMoBis - Progressive Multizell-Verbund-Konzepte für Batteriesysteme mit integrierter Sensorik

Das Gesamtziel des Verbundvorhabens ProMoBiS ist die durch anwendungsnahe Tests abgesicherte sowie durch Modellbildung und Simulation unterstützte Entwicklung und Optimierung eines „smarten“, skalierbaren Multizellverbunds (MZV) aus Lithium-Ionen Batteriezellen (BZ). Die hierzu notwendige zellexterne Sensorik wird vollständig integriert und ermöglicht somit die genaue Evaluierung ihres Mehrwerts. Außerdem wird der Erfolg des auf den neuartigen Algorithmen basierenden Batteriemanagements demonstriert. Dieses Zusammenspiel von Sensorik, kosteneffizienter Mikroelektronik und intelligenten Algorithmen stellt ein Alleinstellungsmerkmal am Markt dar und soll Fortschritte in Leistung, Kosten, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Batteriesystemen ermöglichen.

Zur Erreichung dieses Gesamtziels wird ein effizient testbarer MZV konzipiert und in Hardware aufgebaut. Dieser besteht aus den BZ samt Aufbau- und Verbindungstechnik, zellexterner Sensorik, Datenkommunikation und Kühlung. Die Steuerung erfolgt durch ein Batteriemanagementsystem (BMS) inklusive intelligentem Temperaturmanagement. Um Kompatibilität mit innovativen „cell-to-pack“ und „cell-to-chassis“ Konzepten zu gewährleisten, wird besonderer Wert auf die Skalierbarkeit gelegt – und damit auf die bewusste Vermeidung eines starren, auf Batteriemodule fixierten Ansatzes.

Teilaufgabe des EES ist die Entwicklung und Validierung detaillierter thermoelektrischer und elektrochemischer Modelle. Diese stellen die Basis für eine anschließende Etablierung von innovativen und effizient im BMS umsetzbaren Algorithmen dar, mit deren Hilfe zellorientierte Betriebsstrategien und optimierte Kühlstrategien abgeleitet werden sollen. Außerdem werden verschiedene Methoden zur Charakterisierung von Inhomogenitäten evaluiert. Ein besonderer Fokus liegt auf der Übertragbarkeit der Modelle auf unterschiedliche Zellformate sowie Kühlsysteme. Damit werden die erarbeiteten Methoden und Ergebnisse auch über die im Vorhaben entwickelte Hardware hinaus anwendbar.

Das Konsortium des Verbundvorhabens besteht aus drei Industriepartnern (BMW AG, Infineon Technologies AG und Dräxlmaier GmbH) und vier wissenschaftlichen Instituten (Forschungszentrum Jülich, Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg, Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Ulm und dem Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik der Technischen Universität München).