Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5. Trends in der Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen und deren Nutzung
mit dem Vorfaktor A 0 und dem definierten Ladezustand SOC 0 und der definierten Temperatur
T 0 angenommen. Die Parametrierung erfolgt mit Hilfe der oben genannten Annahmen und
der kalendarischen Lebensdauern aus Abschnitt 5.5.1.
Modell für betriebsbedingte Alterung
Es wird angenommen, dass sich kalendarische und betriebsbedingte Alterung überlagern.
Auch während des Betriebs altert die Zelle kalendarisch. Gemessene Werte für Zyklenlebensdauern
sind immer für das untersuchte Messobjekt und die vorherrschenden Messbedingungen
gültig, beispielsweise für eine bestimmte Temperatur T B , einen mittleren Ladezustand
mSOC und die Zyklentiefe SOC. Um ein Modell für die Simulation der betriebsbedingten
Alterung A Zykl (t,SOC) für beliebige Ladezustandsverläufe SOC in einem festgelegten
Temperaturbereich zu implementieren, muss die kalendarische A kal (t,T B ,SOC) aus der im
Betrieb gemessenen Alterung A mess (t,T B ,SOC,SOC) zu jedem Zeitpunkt gemäß
A
( t, SOC) = A ( t,
T , SOC,
ΔSOC) − A ( t,
T SOC)
Δ (27)
,
Zykl mess B
kal B
herausgerechnet werden. Die Zeitabhängigkeit der oben beschrieben Messbedingungen
wird in Gleichung (27) nicht explizit aufgeführt, liegt aber weiterhin vor. In Traktionsbatterien
für batterieelektrische Fahrzeuge sind die Ströme relativ moderat. Daher wird hier die Stromstärke
als ein weiterer treibender Parameter für die Zyklenalterung vernachlässigt. Über die
Verlustleistung und den damit verbundenen Temperaturanstieg geht die Stromstärke indirekt
in das kalendarische Alterungsmodell ein.
Da sowohl Literatur- als auch Messdaten für die Zyklenalterung nach dem vorliegenden Modellansatz
die kalendarische Alterung implizit beinhalten, müssen diese um die kalendarische
Alterung bereinigt werden. Die kalendarische Alterung ändert sich bei der Zyklisierung
ständig durch den sich ändernden Ladezustand. Die kalendarische Alterung ist bei Berechnung
mit einem mittleren SOC von 50% wesentlich geringer, als bei einer Berechnung mit
dem aktuellen SOC(t) zu jedem Zeitpunkt der Zyklisierung. In Tabelle 15 sind die Zyklenzahlen
N Zyklen dargestellt, welche sich durch die Korrektur der Anzahl N bis zum Lebensende
einer Zelle um den Anteil der kalendarischen Alterung gemäß Gleichungen (26) und (27)
ergeben.
Zyklentiefe SOC in %
Äquivalente Vollzyklen N bis
Lebensende
Äquivalente Vollzyklen N Zyklen
bis Lebensende nach Korrektur
um kalendarischen Anteil
5 25000 46775
10 20000 33761
25 8750 14593
50 5000 6886
100 2000 2513
Tabelle 15: Anzahl der äquivalenten Vollzyklen bis zum Lebensende in Abhängigkeit
der bei der Zyklisierung verwendeten Zyklentiefe SOC.
In der aggregierten Batterie-Roadmap in Abschnitt 5.5.1 werden für das Jahr 2020 zweitausend
Vollzyklen bis zum Lebensende erwartet. Von einem Vollzyklus spricht man, wenn eine
Seite 102