Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Das Fraunhofer IKTS entwickelt Technologien für ein zellintegriertes, gekoppeltes Multisensor- und Temperierungsmodul zum Einsatz in Lithium-Ionen-Batteriezellen. Diese Module können in-situ Temperatur und Druck und optional Zellspannung ermitteln und auf Basis der ermittelten Parameter eine Kühlung oder Aufheizung ermöglichen. Dadurch können die momentanen Leistungs- und Sicherheitsreserven von Lithium-Akkumulatoren im Vergleich zum Stand der Technik deutlicher ausgereizt werden. Die dadurch zusätzlich nutzbaren Energie- und Leistungsreserven führen zur optimierten Ausnutzung von Zellen und ganzen Modulen und somit zur gesteigerten Leistungsverfügbarkeit des kompletten Antriebsstrangs von Elektrofahrzeugen.
Speziell im Kontext elektromobiler Anwendungen sind die bestehenden Sicherheitsanforderungen besonders hoch, womit Messdaten aus dem Inneren der Zelle einen besonderen Vorteil darstellen, da sie eine frühzeitige Erkennung von Zelldegradation und -fehlern ermöglichen. In Verbindung mit einem entsprechenden Batteriemanagementsystem können auf diese Weise defekte Zellen rechtzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.
Technische Kenndaten
Sensorische Lösungen
- Flexible PTC-basierte Temperatursensoren für Temperaturbereich -40 – 80°C
Flexible Ag/C – Drucksensoren für Druckbereich -1 – 3 bar
Aktorische Lösungen
- Zellintegrierte Widerstandsheizer (0 – 20 Watt)
- Zellintegrierte PCM-basierte Kühlung (70 Wh/kg)
Verkapselung
- Quasi-hermetische Verkapselungstechnologien für die Sensorik in der Zelle
Elektronik und Kommunikation
- Integrierte Signalkonditionierung und Aktoriksteuerung über µController
- Kommunikation zum BMS über Batteriepole (Power-Line-Communication)
