Fraunhofer IEE simuliert Betriebsverhalten der LFP-Batterien von Freqcon

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Die Freqcon GmbH arbeitet mit dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE zusammen, um das Betriebsverhalten von Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) im Realbetrieb hinsichtlich der Herstellervorgaben sowie spezifischer Kundenbedarfe nachzubilden. „Speichersysteme werden immer komplexer und unsere Kunden geben spezielle Nutzungsprofile vor. Darauf müssen wir uns einstellen und die Zelltechnologie im Hinblick auf Energie- und Leistungsdichte, Lebensdauer, Betriebssicherheit sowie Ladefähigkeit stetig optimieren und weiterentwickeln,“ erklärt Norbert Hennchen, Geschäftsführer von Freqcon.

Das Unternehmen könne dies nicht allein stemmen und habe sich daher das Fraunhofer IEE als kompetenten Partner gesucht. Im ersten Schritt würden die Wissenschaftler die Eigenschaften und das Verhalten der LFP-Batteriezellen von Freqcon im Realbetrieb und unter kombinierten Rahmenbedingungen untersuchen. „Wir nutzen dafür ein physikalisch-elektrochemisches Simulationsmodell, das auf Basis unserer eigenen Software Battery Simulation Studio (BaSiS) arbeitet“, erklärte Matthias Puchta, Abteilungsleiter Energiespeicher beim Fraunhofer IEE. Es werde das Verhalten der Batterie unter verschiedenen Betriebsbedingungen simuliert. Damit seien Einflicke in die inneren Vorgänge der Batteriezelle möglich. „Bei den Labormessungen werden für den Batterietyp zunächst Parameter bestimmt, die sich aus den allgemeinen Herstellerangaben sowie spezifischen Nutzungs- und Lastprofilen ableiten lassen“, so Puchta.

Letztlich werde die Leistungsfähigkeit dieses Zelltyps simuliert und anhand der Werte kann das integrierte Batteriemanagementsystem stetig optimiert werden. „Ziel dieser Batteriesimulationen ist, dass wir Verbesserungen vornehmen und die Systeme effizient je nach Kundenvorgaben designen können“, sagte Hennchen. Es sei geplant, dass Freqcon künftig die BaSiS-Software selbst einsetzt und anhand des Modells ein sogenannter digitaler Zwilling entwickelt, der parallel zum laufenden Betrieb des Speichersystems läuft und Echtzeitergebnisse liefert. Der verwendete Diagnosealgorithmus solle auf künstlicher Intelligenz basieren und detaillierteres Wissen für eine wirtschaftliche Projektierung unter Einsatz der LFP-Batterien bieten.

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