Batterie-Simulation und -Emulation mit BaSiS

Entwicklungsoptimierung für Batteriesysteme

Das am Fraunhofer IEE entwickelte BaSiS - Battery Simulation Studio bietet eine hochpräzise Simulationsumgebung für dynamische Prozesse und Alterungseffekte elektrochemischer Energiespeicher*. BaSiS kommt seit Jahren erfolgreich in der Entwicklung, Prüfung und Optimierung von Zellen, Batterien, Packs, Komponenten und Managementsystemen im mobilen und stationären Bereich zum Einsatz.

Das BaSiS Echtzeitmodul wird zur Emulation von Energiespeichern (digitaler Zwilling) in realen Testumgebungen verwendet, um das Klemmenveralten realer Energiespeichern für Hardware-in-the-Loop-Prüfstände präzise nachzubilden und dadurch schnelle und kostengünstig Hardwaretests zu ermöglichen.

 

*Lithium-Ionen-, Blei-Säure-Batterien, Beyond-Lithium-Ion sowie Superkondensatoren und Brennstoffzellen/Elektrolyseuren

BaSiS für Ihre individuelle Batteriesimulation

Genaue Batteriesimulationen

Battery Simulation
Studio

  • Zustände überwachen
  • Entwicklung beschleunigen
  • Betrieb optimieren

Aktuelle Forschung

 

HiL/Digitaler Zwilling

Emulation des Batterieverhaltens (Projekt Ladeinfrastruktur 2.0) und Emulation eines Wasserstoff-Elektrolyseurs (Projekt HyLeiT).

 

Sicherheit

Dendritenwachstums in Batterien mit metallischen Lihtiumelektroden (Projekt metaLit).

 

Zustandsbestimmung

Kfz-Werkstätten-Diagnosesystem zur Wartung und Diagnose von Traktionsbatterien ohne aufwändige Fahrversuche (Projekt LionAID).

 

Hybridspeicher

Auslegung und Regelung eines direktgekoppelten HL-/HE-Lithium-Ionen- (Projekt hyPowerRange) und eines Lithium-Ionen-/Superkondensator-Hybridspeichers (Projekt SuKoBa).

 

Alterungseffekte

Batteriealterung für unterschiedliche Lade- und Nutzungsszenarien im E-Mobilitätsbereich (E-Pkw) (Projekt LionAID) sowie im ÖPNV (E-Busse) (Projekt OmniE).

 

Impedanz

Hochpräzise Emulation von Batterieimpedanzen bis 10 kHz (Projekt ZSim).

Veröffentlichungen

2020
2018
  • Energiewende – ein gutes Stück Arbeit | Innovation durch Forschung: Erneuerbare Energien und Energieeffizienz: Projekte und Ergebnisse der Forschungsförderung
    Seite 118 im pdf: Projekt hyPowerRange
    2018 | BMWi 
     

2017

  • Virtuelle Batterie Benchmark von PV-Batterie-Wechselrichtern. Vortrag.
    Christoph Kettenring, Michael Schwalm, Dominik Schledde und Matthias Puchta.
    24. Design & Elektronik-Entwicklerforum Batterien & Ladekonzepte. Unter Mitarb. Von Weka Fachmedien. München, 15. Feb. 2017.

  • Virtuelle Batterie Benchmark von PV-Batterie-Wechselrichtern. Paper.
    Christoph Kettenring, Michael Schwalm, Dominik Schledde und Matthias Puchta.
    24. Design & Elektronik-Entwicklerforum Batterien & Ladekonzepte. Hrsg. von Weka Fachmedien. München, 2017.

  • Hochpräzise, hochdynamische Simulation von Lithium-Ionen Zellen für den gesamten Batterie-Lebenszyklus.
    Matthias Puchta, Franz Dengler und Michael Schwalm.
    Internationale Fachtagung EEHE 2017 – Elektronik in Hybrid- und Elektrofahrzeugen und elektrisches Energiemanagement. Unter Mitarb. von Haus der Technik. Bamberg: Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, 18. Mai 2017.

  • High-precision, High-dynamic Emulation of Lithium-Ion Cells for the Entire Life Cycle. 
    Matthias Puchta, Michael Schwalm und Franz Dengler.
    Unter Mitarb. von Haus der Technik. Baber, 18. Mai 2017.

  • High-precision, High-dynamic Emulation of Lithium-Ion Cells for the Entire Life Cycle. 
    Matthias Puchta, Michael Schwalm und Franz Dengler.
    The 30th International Electric Vehicle Symposium & Exhibition. Unter Mitarb. von AVERE. Stuttgart, 10. Okt. 2017.

  • Support to R&D Strategy for battery based energy storage: Technical analysis of ongoing prjects (D5). 
    Dominik Schledde, Tatjana Dabrowski, Matthias Puchta, Benjamin Munzel, Charlotte Husse, Marvin Lipphardt und Lena Hartmann. 
    2017. 

2016
  • WELL2BATTERY2WHEEL. Abschlussbericht.
    Chalid El Dsoki, Christian Debes, Jürgen Janek, Ricardo Pinedo, Joachim Sann, Michael Schwalm, Dominik Schledde und Matthias Puchta.
    Projekt gefördert durch HMWK. Hrsg. Von Fraunhofer Gesellschaft. Darmstadt 2016.

  • Beschleunigte Entwicklung und Prüfung von BMS durch Einsatz einer HIL-Umgebung. Vortrag. 
    Matthias Puchta, Dominik Schledde, Michael Schwalm und Christoph Kettenring. 
    Kolloquium Das neue Auto – elektrisch, automatisiert, vernetzt 2016. Ostfildern/Stuttgart: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, 28. Juni 2016.

  • Beschleunigte Entwicklung und Prüfung von BMS durch Einsatz einer HIL-Umgebung. Paper.
    Matthias Puchta, Dominik Schledde, Michael Schwalm und Christoph Kettenring. 
    Ostfildern/Stuttgart, 2016.

  • Using a Newman-based battery model and post mortem analysis to develop a non-destructive method for SoH estimation. Poster.
    Dominik Schledde, Diana Leiva, Michael Schwalm, Matthias Puchta, Kristian Nikolowski und Mareike Wolter. 
    Unter Mitarb. von Haus der Technik. Münster, 25. Apr. 2016.

  • Using a Newman-based battery model and post mortem analysis to develop a non-destructive method for SoH estimation
    Schledde, D.; Leiva, D.; Schwalm, M.; Puchta, M.; Nikolowski, K.; Wolter, M.
    Kraftwerk Batterie, Aachen 2016

Referenzen

 

Simulationssoftware beschleunigt Entwicklung von Batteriesystemen

Das Fraunhofer IEE hat die Software für die Simulation von Batterien grundlegend überarbeitet und weiterentwickelt. Mit BaSiS – Battery Simulation Studio lassen sich Entwicklungsprozesse von Zellen, Packs und Batteriesystemen beschleunigen. Das ist besonders für die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, aber auch die Entwicklung von Powertools, Rasenmähern, Staubsaugern oder Smartphones interessant.

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Dipl.-Ing. Philipp Brosche, M.Sc.

Produktverantwortlicher WIND CONTROL

Fraunhofer IEE
Joseph-Beuys-Straße 8
34117 Kassel

Telefon +49 561 7294-293