EICKHOFF-PREIS FÜR Patrick Weßkamp

Erstellt von Lara Kris­tin Zei­tel | |   Aktuelle Meldungen

Eine we­sent­li­che Hürde für den Durch­bruch der Elek­tro­mo­bi­li­tät in Deutsch­land ist die Reich­wei­te von E-Au­tos, die noch deut­lich unter der von Autos mit Ver­bren­nungs­mo­tor liegt.

Für die Kun­den­ak­zep­tanz ist es daher be­son­ders wich­tig, die ver­blei­ben­de Reich­wei­te wäh­rend der Fahrt zu­ver­läs­sig vor­her­zu­sa­gen. Dr. Pa­trick Weß­kamp ent­wi­ckel­te in sei­ner Dok­to­r­ar­beit an der Fa­kul­tät für Elek­tro­tech­nik und In­for­ma­ti­ons­tech­nik der Ruhr-Uni­ver­si­tät Bo­chum (RUB) ein Test­sys­tem, das zu­ver­läs­si­ge­re Aus­sa­gen dar­über er­laubt. Für seine Dok­to­r­ar­beit wurde er am 28. Juni 2019 mit dem Ge­brü­der-Eick­hoff-Preis 2019 aus­ge­zeich­net.

Akkus schwä­cheln im Alter

Um die ver­blei­ben­de Reich­wei­te eines E-Au­tos zu be­rech­nen, braucht man In­for­ma­tio­nen über den ak­tu­el­le Lade- und Al­te­rungs­zu­stand des En­er­gie­spei­chers, da seine Ka­pa­zi­tät mit zu­neh­men­den Alter ab­nimmt. Bei­des lässt sich bei den gän­gi­gen Li­thi­um-Io­nen-Zel­len je­doch nicht di­rekt mes­sen. „Es wer­den Schätz­ver­fah­ren ge­nutzt, die auf der Mes­sung von Strom, Span­nung und Tem­pe­ra­tur be­ru­hen“, er­klärt Pa­trick Weß­kamp. Sie ba­sie­ren al­ler­dings auf stark ver­ein­fach­ten Mo­del­len der En­er­gie­spei­cher, die Al­te­rungs­ef­fek­te nicht ad­äquat ab­bil­den und daher im Laufe der Le­bens­dau­er zu­neh­mend Schätz­feh­ler ver­ur­sa­chen. In sei­ner Dok­to­r­ar­beit ging es des­we­gen darum, die Ge­nau­ig­keit und Ro­bust­heit von La­de­zu­stands- und Al­te­rungs­schät­zung über die ge­sam­te Le­bens­dau­er eines elek­tri­schen En­er­gie­spei­chers zu si­chern.

Ef­fi­zi­ent und genau schät­zen

Pa­trick Weß­kamp stellt in sei­ner Ar­beit ver­schie­de­ne Ver­fah­ren vor und ent­wi­ckelt ein Test­sys­tem, das die im rea­len Be­trieb auf­tre­ten­den elek­tri­sche Be­las­tun­gen im Labor nach­bil­den und die Ver­än­de­run­gen des elek­tri­schen Ver­hal­tens ak­ku­rat er­fas­sen kann. Das Test­sys­tem wurde in einem Test­zen­trum mit mehr als 100 Ein­zel­mess­plät­zen für Lang­zeit-Al­te­rungs­stu­di­en an Li­thi­um-Io­nen Zel­len ein­ge­setzt. An­hand der so ge­won­ne­nen Daten er­stellt er ein ma­the­ma­ti­sches Mo­dell des elek­tri­schen Zell­ver­hal­tens, das unter den Be­triebs­be­din­gun­gen im Auto für die ge­sam­te Le­bens­dau­er des Akkus gül­tig ist. „Im Mit­tel­punkt steht die ef­fi­zi­en­te und den­noch hin­rei­chend ge­naue Mo­del­lie­rung von Al­te­rungs­ef­fek­ten“, so Weß­kamp. Das ab­ge­lei­te­te Zell­mo­dell kann nun für die Schät­zung von Lade- und Al­te­rungs­zu­stand ver­wen­det wer­den.

Kom­bi­nier­te Al­go­rith­men

Be­ste­hen­de Schätz­ver­fah­ren zur Be­stim­mung von Lade- und Al­te­rungs­zu­stand sind je­doch nicht für den Ein­satz mit dem um Al­te­rungs­ef­fek­te er­wei­ter­ten Mo­dell ge­eig­net. Pa­trick Weß­kamp ent­wi­ckelt und op­ti­miert daher kom­bi­nier­te Schätz­al­go­rith­men für Lade- und Al­te­rungs­zu­stand, die für eine Echt­zeit­an­wen­dung in Kraft­fahr­zeu­gen ge­eig­net sind. Den Ab­schluss der Ar­beit bil­det ein Aus­blick auf Pro­gno­se­ver­fah­ren, die an­hand der ge­schätz­ten Werte eine Vor­her­sa­ge des zu­künf­ti­gen Al­te­rungs­ver­hal­tens und der ver­blei­ben­den Le­bens­dau­er er­mög­li­chen.

Mehr Infos zu Pa­trick Weß­kamp und sei­ner Ar­beit unter https://​news.​rub.​de/​presseinformationen/​wissenschaft/​2019-06-28-eickhoff-preis-wie-weit-der-akku-noch-reicht.​(Foto: RUB/Kra­mer)