BATTmobil2
Projekttitel: Improvement of failure description in battery simulation models
Der Aspekt der Batteriesicherheit in der Mobilität stand im Fokus des Projektes BATTMobil2. Aufbauend auf umfangreichen Vorarbeiten war es primär das Ziel, die Beschreibung des Versagensverhaltens in Batteriesimulationsmodellen auf verschiedenen Skalen unter verschiedenen mechanischen Belastungen zu verbessern und das elektrisch-mechanische Verhalten zu untersuchen. In Detailmodellen wurde das Deformationsverhalten in unterschiedlichen Lastfällen (z.B. Biegung, Indentation) im Wesentlichen durch die Beschreibung des entsprechenden Verhaltens jeder einzelnen Komponente modelliert. Besonderer Fokus lag dabei auf der adäquaten Beschreibung des Versagensverhalten (z.B. Node-Separation oder Schädigung). Um die, im Detailmodell durch explizite Berücksichtigung des Lagenaufbaus abgebildete, transversale Isotropie (spezielle Richtungsabhängigkeit eines Werkstoffes) auch im homogenisierten Ersatzmodell zu berücksichtigen, wurde ein entsprechend geeignetes Materialmodell (Zug: von Mises-basierte Plastizität, Druck: elliptische Fließfläche) entwickelt. Damit können nun die Deformationszustände unter crashrelevanten mechanischen Belastungen mit vergleichsweise geringem numerischen Rechenaufwand genauer abgebildet werden. Zudem wurde das Isolationsverhalten der Separatorfolie untersucht, was für das elektr. Kurzschlussverhalten von Li-Ionenzellen wesentlich ist. Hierfür sind Messungen mittels der elektrochemischen Impedanz-Spektroskopie (EIS) an elementaren Zellen durchgeführt worden. Damit konnten die Ziele des Projektes erreicht werden.
Projektpartner