Batteriesimulation BEST unterstützt virtuelle Entwicklung und Erprobung von Batteriezellen

Die bei uns am Institut entwickelte Simulationssoftware BEST (Battery and Electrochemistry Simulation Tool) nutzen aktuell besonders Expertinnen und Experten in der Automobilindustrie für die Batteriezellenentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Sie kommt u.a. zum Einsatz, um grundlegende Designentscheidungen auf der Porenskala der Elektroden und der Batteriezelle zu bewerten. BEST ist in diesem Bereich technologieführend, ist bisher allerdings auf die üblichen Lithium-Ionen-Batterien und einen kleinen hochspezialisierten Anwendungskreis beschränkt.

Neue Elektrodenmaterialien und Elektrolytkonzepte wie Feststoffelektrolyte sind nur bedingt durch die aktuelle Simulationstechnologie abgedeckt. Auch die Fragen der Alterung und Schädigung der Batteriezelle über den Lebenszyklus wird bisher nur teilweise betrachtet und auch die Nutzung der detaillierten Batteriemodelle im Batteriemanagementsystem ist aktuell nicht durchgängig möglich.

Mit digitalem Zwilling Batteriezellen für E-Mobilität entwickeln und testen

Im Projekt ABBA-VEEB wird basierend auf BEST eine deutlich breiter einsetzbare Auslegungsplattform entwickelt und getestet – sowohl für das virtuelle Design als auch für die virtuelle Erprobung von aktuellen Hochleistungsbatterien für die E-Mobilität. Dafür notwendig sind folgende technologische Entwicklungen:

• die Entwicklung einer skalenübergreifenden Batteriezellensimulation für ein breites Anwendungsspektrum und Materialvielfalt
• Weiterentwicklung der Simulationsinfrastruktur im Hinblick auf Performanz, Flexibilität und Bedienbarkeit
• die Entwicklung von Simulationslösungen zur Bewertung der Alterung und Zyklenstabilität von Batteriezellen durch die Berücksichtigung der elektrochemischen und thermomechanischen Effekte