Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5. Trends in der Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen und deren Nutzung
stant angenommen. Die Validierung ergibt eine für diese Anwendung gute Übereinstimmung
von gemessener und simulierter Temperatur. Die Wärmekapazität gibt an, wie stark sich die
Temperatur in der Zelle ändert bezogen auf eine Änderung der thermischen Energie. Der
Wärmewiderstand hingegen definiert den Wärmestrom der sich aufgrund einer Temperaturdifferenz
zwischen Zelle und Umgebung einstellt.
Abbildung 25: Struktur des Temperaturmodells
5.3.3.3 Definition und Berechnung des Ladezustandes
Der Ladezustand SOC einer Batterie ist ein auf die Kapazität C B normiertes Maß dafür, wie
viel Ladung gegenwärtig in ihr gespeichert ist. Gemäß
1
SOC = I dt + SOC
B
0
C
(4)
B
führt nur der um die Nebenreaktionen bereinigte Strom zur Änderung des Ladezustandes.
Der Ladezustand hat zum Startzeitpunkt der Simulation den Wert SOC 0 , den Wert eins,
wenn die Zelle geladen ist und null, wenn sie entladen ist. Da die Speicherfähigkeit der Zelle
von der Temperatur und der Stromstärke abhängt, muss die Kapazität C B in geeigneter Weise
bestimmt werden [Jossen & Weydanz, 2006; Sauer et al., 2007].
5.3.3.4 Beschränkung der Zustände
In den Datenblättern für Batterien sind minimal und maximal zulässige Werte für Ströme,
Spannungen und Umgebungstemperaturen zu finden, welche dazu dienen, sicherheitskritische
Zustände, beschleunigte Alterung, Überladung und Tiefentladung zu vermeiden. Diese
Beschränkungen werden auch im Batteriemodell berücksichtigt. Hierbei handelt es sich um
eine dynamische Begrenzung der Eingangsleistung P soll (t). Die Grenzwerte basieren auf den
maximalen Strömen, welche in jedem Simulationsschritt mittels der anliegenden Spannungen
und Widerstände neu berechnet werden. Somit kann der Fall auftreten, dass die angeforderte
Leistung von der Batterie nicht bereitgestellt werden kann, was sich in einer Differenz
P soll (t) − P ist (t) 0 bemerkbar macht.
Seite 52