Li-Ionen-Batteriediagnose für den privaten Gebrauch

Die rasante Zunahme von Energiespeicherungstechnologien in Privathaushalten übertrifft die Erwartungen. Diese Anlagen für Privathaushalte werden in naher Zukunft wahrscheinlich zu wichtigen Ressourcen werden. Das Marktwachstum und der Nutzwert dieser Systeme für die Kunden werden zu einem wichtigen Faktor der Energiewende werden, da diese Systeme eine höhere Flexibilität und Nachhaltigkeit ermöglichen. Für einen grossflächigen Einsatz von Batteriespeichersystemen (BSS) im Wohnbereich sind zusätzliche Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit und damit auch hinsichtlich der vorbeugenden Wartung und Fehlerdiagnose zu erfüllen.

Ein Echtzeit-Diagnosetool, das während des Betriebs des BSS läuft, trägt entscheidend dazu bei, fehlerhafte Betriebsbedingungen bzw. ein ungewöhnliches Verhalten der Batterie zu erkennen, die zu Gefahren beim Betrieb oder zu einer beschleunigten Alterung führen könnten. Ein solches Diagnosetool muss sich auf einen grossen Messdatensatz fehlerhafter bzw. gealterter Zellen stützen, um deren Spannungs-, Strom- und Temperaturgefälleentwicklung im zeitlichen Verlauf mit unversehrten Zellen vergleichen zu können. Der Schutz gegen Überhitzung, Über-/Unterspannung und Überstrom wird bereits vom vorhandenen Batteriemanagementsystem (BMS) gewährleistet.

Doch selbst wenn Spannung, Temperatur und Stromstärke innerhalb der vom Batteriehersteller vorgegebenen Nennbereiche liegen, können ihre Verlaufskurven und ihre Entwicklung im zeitlichen Verlauf ein wichtiges Signal für eine Störung oder für fehlerhafte Betriebsbedingungen sein (eine fehlerhafte Zelle kann ein Umverteilungsphänomen aufweisen, bei dem eine höhere Selbstentladung bei einer Spannung auftritt, die innerhalb des Nennwertbereichs liegt).