Experimentelle Untersuchung von Batteriesystemen im simulierten niedrigen Erdorbit

Abstract

Lithium-Ionen-Akkumulatoren zeichnen sich durch eine gute Leistungs- und Energiedichte und eine hohe Zyklenfestigkeit im Vergleich zu anderen, momentan verfügbaren Zelltechnologien aus. Diese sollen daher innerhalb eines Projekts des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt als Energiespeicherkomponente eines geplanten Testsatelliten verwendet werden. Die Flughöhe dieses Satelliten befindet sich im niedrigen Erdorbit. Um diese Batterien bezüglich ihrer Alterung zu untersuchen, werden Zell-Zyklisierungen in einer Thermal-Vakuum-Kammer durchgeführt. In dieser Kammer können weltraum-ähnliche Bedingugen bezüglich der Entlade- und Ladedauer der Zellen, der Temperatur und des Drucks nachgebildet werden. Weiterhin wird anhand der Messdaten ein Alterungsmodell für die verwendeten Lithium-Ionen Zellen entwickelt, welches in dem Simulationsprogramm Dymola implementiert wird. Anhand dieses Modells soll schließlich eine Prognose bezüglich einer möglichen Missionsdauer abgegeben werden können.