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Gestaltung des Prüfprozesses zur Effizienzsteigerung im Entwicklungsprozess der Lithium-Ionen-Batterie

ISBN: 978-3-86359-909-6

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Kurzübersicht

Das Sicherheitsrisiko der Lithium-Ionen-Batterie führt zu einem erhöhten Zeit- und Kostenaufwand für die Validierung und Zertifizierung im Entwicklungsprozess. Aufgrund unterschiedlicher Prüfnormen werden die Prüfungen redundant und erst spät im Entwicklungsprozess auf Gesamtsystemeben durchgeführt. In der Dissertationsschrift wurde eine Methodik entwickelt, die eine effiziente Durch-führung der Prüfungen im Entwicklungsprozess der Lithium-Ionen-Batterie ermöglicht.

Gestaltung des Prüfprozesses zur Effizienzsteigerung im Entwicklungsprozess der Lithium-Ionen-Batterie

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Details

Die Lithium-Ionen-Batterie steht als Schlüsseltechnologie der Elektromobilität für hohe Energie- und Leistungsdichten. Jedoch geht mit dieser Technologie auch ein erhöhtes Sicherheitsrisiko einher. Die Lithium-Ionen-Batterie kann durch Fehlbehandlung thermisch durchgehen, das heißt durch eine exotherme Reaktion zum Feuer oder zur Explosion führen. Innerhalb des Entwicklungsprozesses der Batterie gilt es diesem Risiko entgegen zu wirken und über entsprechende Sicherheitsmaßnahmen das Gefährdungspotential einzudämmen. Hierfür werden zu Beginn der Entwicklung bis zur Zertifizierung und Homologation des Batteriesystems eine hohe Anzahl an unterschiedlichen Prüfungen durchgeführt. Diese Prüfungen sichern die Batterie auf mechanischer, thermischer, elektrischer und chemischer Ebene ab. Dabei erfordern unterschiedliche Zielmärkte und Anwendungsfelder der Batterie die Prüfung nach definierten Normen. Dies führt zu einem erhöhten Zeit- und Kostenaufwand im Entwicklungsprozess.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es den Zeit- und Kostenaufwand für die Validierung und Zertifizierung des Batteriesystems im Entwicklungsprozess zu reduzieren. Hierfür wird zum einen eine Parallelisierung der Prüfungen angestrebt, welche es erlaubt die Prüfungen unterschiedlicher Normen zu kombinieren. Zum anderen wird die Reihenfolge der Prüfungen so gewählt, dass die Anzahl der Muster sowie die Zeitaufwände für die Durchführung der Prüfung so gering wie möglich ausfallen. Schließlich werden durch die methodische Auswahl von Subsystemen die Kosten für Prüfling sowie Prüfstand deutlich reduziert.
Die Methodik unterteilt sich in drei Module. Zu Beginn legt das Initiierungsmodul die Produkt- sowie Prüfparameter fest. Ebenfalls wird eine Produktstruktur zur Auswahl der Subsysteme zugrunde gelegt. Das Analysemodul leitet die relevanten Zusammenhänge und Einflüsse zwischen den Prüfparametern sowie zwischen den Start- und Endbedingungen der Prüfungen her. Außerdem werden die Einflüsse zwischen Produkt- und Prüfparametern untersucht. Im letzten Modul, dem Gestaltungsmodul, werden die Prüfungen unterschiedlicher Normen kombiniert und in einem Prüfkatalog festgehalten. Darüber hinaus wird die Reihenfolge der Prüfungen auf Basis des Prüfkatalogs in einer Prüfabfolge abgebildet. Für die unterschiedlichen Prüfabfolgen werden Subsysteme definiert, welche für die definierten Prüfungen der Abfolge herangezogen werden können. Abschließend wird die Methodik anhand eines Praxisbeispiels validiert.

 

Zusatzinformation

Autor Wessel, Saskia
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-909-6
Gewicht 0.362 kg
Erscheinungsdatum 10.11.2020
Lieferzeit 3-4 Tage
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