Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5. Trends in der Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen und deren Nutzung
aufeinander folgenden lokalen Extremwerten. Die so berechnete Zyklentiefe entspricht nur
einem halben Zyklus, weshalb der nach Gleichung (28) berechnete Wert halbiert wird. Auf
diese Weise ergibt sich ein unstetiger, monoton steigender Verlauf für die betriebsbedingte
Alterung.
Zusammenfassung
Insbesondere für die Implementierung des Alterungsmodells mussten eine ganze Reihe von
Annahmen getroffen werden. Die Aussagefähigkeit des Modells muss vor dem Hintergrund
dieser Annahmen betrachtet werden. Das Batteriemodell basiert auf konzentrierten Elementen
und berücksichtigt somit keine lokalen Effekte. Die wesentlichen nicht validierten Annahmen
zur Erstellung eines Parametersatzes für das Alterungsmodell sind
• Superposition von kalendarischer und zyklischer Alterung,
• Verdoppelung der Alterung bei 15 K Temperaturanstieg und die Gültigkeit dieses Verhaltens
für den relevanten Temperaturbereich,
• Verdoppelung der Alterung bei 40% Ladezustandsanstieg und die Gültigkeit dieses
Verhaltens für den relevanten Ladezustandsbereich,
• Zyklenalterung halbiert sich bei Belastung mit einem halben Zyklus und
• Stromstärke wirkt sich nur über die Joulesche Wärme auf die Alterung aus.
Die Kombination der in den obigen Abschnitten vorgestellten Modelle für die Batterie und
deren Alterung ermöglicht Simulationen der zeitlichen Verläufe von Speicherenergie, Ladezustand,
und Temperatur für den gesamten Arbeitsbereich der Batterie inklusive Alterung,
das heißt Verringerung der speicherbaren Energiemenge. Somit liegt ein Werkzeug vor, mit
welchem die Änderung des Alterungsverlaufes für unterschiedliche Batteriebelastungen simuliert
werden kann.
5.5.2.3 Ergebnisse von Szenariensimulationen
Eine vergleichende simulative Untersuchung der Alterung von Traktionsbatterien in Plug-in-
Fahrzeugen (xEV) hinsichtlich unterschiedlicher Belastungsszenarien wird in diesem Abschnitt
vorgestellt und diskutiert. Hierzu werden die in den beiden vorhergehenden Abschnitten
beschriebenen Modelle für eine Lithium-Ionen-Zelle und deren Alterung kombiniert, zeitdiskret
implementiert und anhand der Ergebnisse aus den Abschnitten 5.3 (Auslegung) und
Abschnitt 5.5.1 für das Jahr 2020 parametriert. Eckdaten der Batterieeigenschaften sind in
Tabelle 16 aufgeführt. Das Batteriegewicht lässt sich über den Energieinhalt und die spezifische
Energie bestimmen. Mit Hilfe der Annahmen für den Gewichtsanteil der Systemkomponenten
von 20% sowie dem Gewicht der einzelnen Zelle von 1 kg kann die Anzahl der Zellen
in der Batterie bestimmt werden.
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