Simulation und Modellierung

Die Fraunhofer-Allianz Batterien nutzt modernste Charakterisierungs- und Simulationsmethoden, um die Eigenschaften von Batterien von der atomaren Ebene bis zum Verhalten im Antriebsstrang präzise abzubilden. Die Arbeiten umfassen quantenchemische Methoden zur Materialcharakterisierung, physikalische Kontinuumsmodelle zur Zellauslegung und echtzeitfähige Batteriemodelle für Batteriemanagementsysteme (BMS) sowie Prüfstände und Hardware-in-the-Loop (HIL) Systeme. Unsere Mitgliedsinstitute entwickeln Detail- und Ersatzmodelle für Festigkeitsanalysen und optimieren Zellstrukturen für Betriebssicherheit und Crashsicherheit. Die Modelle simulieren mit dem Ziel das Verhalten von Batteriezellverbünden und auf Systemebene vorab zu prüfen. Zudem analysieren und dimensionieren wir Energiespeichersysteme, inklusive Energiemanagementsystemen, ermitteln optimale Schaltungsvarianten von Einzelzellen und entwickeln innovative BMS zur Überwachung und Diagnose von Batteriezuständen.

• Physikalische Modellentwicklung von der quantenmechanischen Ebene bis zur gesamten Batterie
• Analyse des Einflusses von Nanostrukturen auf Materialparameter
• Virtuelles Zelldesign
• Analyse und anwendungsorientierte Dimensionierung von Energiespeichersystemen, einschließlich eines optimalen Energiemanagements
• Entwicklung eines Batteriemanagementsystems zur Überwachung des Ladezustandes (SOC), der Alterung (SOH) und der Zellinnentemperatur sowie zur Diagnose von Speichermodulen
• Prüfung und Bewertung von On-Board-Systemen, Batteriemanagementsystemen oder ganzheitlichen Systemen wie Elektrofahrzeugen mit virtuellen Batterien

Simulation Elektrochemische Impedanzspektroskopie

Batteriezellen mit integrierter Sensorik: Simulationsunterstützte Konzeptfindung

Leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien

Quantencomputer - Innovative Materialsimulation nutzen

ResHy – Ressourcenschonende Hybridbatterie – Bau, Integration und Betriebsoptimierung