Lösungen für das Recycling und Second-Life-Tests von Batterien

Hochspannungs-Batteriepacks für Elektroautos sind möglicherweise am Ende ihrer Nutzungsdauer nicht für die Leistung optimiert, die Elektroautos erfordern. Sie weisen jedoch unter Umständen eine Restleistung sowie Fähigkeiten auf, die für andere Anwendungen ideal sind. Die Packs lassen sich beispielsweise zu Speichersystemen wiederaufbereiten, die zum Laden von Elektroautos verwendet werden können. Nach dem Bestimmen der geeigneten Anwendung werden die Packs und ihre Komponenten erneut auf Leistung und Sicherheit getestet sowie einer Qualitätssicherung unterzogen.

Wie in Abbildung 1 dargestellt, gibt es typische Testphasen, mit denen bestimmt wird, ob ein Batteriepack recycelt, wiederaufbereitet oder für eine Second-Life-Anwendung umfunktioniert wird, in der das Batteriepack vor der Verifizierung einer weiteren Reihe von Tests unterzogen wird. Zur umfassenden Bestimmung des Zustands der Batterie werden mithilfe von Testanwendungen der Alterungszustand (State of Health, SOH), der Ladezustand (State of Charge, SOC), der interne Gleichstromwiderstand (Direct Current Internal Resistance, DCIR) und das Batteriemanagementsystem (BMS) bewertet.

^{Abbildung 1: Typische Testphasen, mit denen ermittelt wird, ob ein Batteriepack recycelt, wiederaufbereitet oder für eine Second-Life-Anwendung umfunktioniert werden kann}

Die in Abbildung 1 dargestellten Schritte werden im Folgenden ausführlicher beschrieben.

• Sichtprüfung (100 %) – Bewertung der Produktschnittstellen, des Zustands usw. vor der weiteren Montage.
• Zustandsanalyse – Testen der Leistung, um den Zustand des Batteriepacks zu bestimmen.
• Zerlegung/Montage – Demontage interner Komponenten zur Bewertung, Vorbereitung und Montage für die Second-Life-Anwendung.
• Sortieren und Einstufen – Identifizieren riskanter Komponenten durch Testen von SOH, SOC, Zustand der Elektronik usw.
• DCIR/OVC 100 % – Batterien werden zur Messung des Innenwiderstands Hochstrom-Testimpulsen ausgesetzt. Mit diesem Test sollen Stromlecks erkannt werden.
• BMS-Überprüfung (100 %) – Es wird überprüft, ob die BMS-Kommunikation und die Schaltkreise wie erwartet funktionieren.
• End of Life (EOL) – Funktionsverifizierung und Kalibrierung des fertigen Produkts.

Nachdem die Packs und Komponenten erneut getestet wurden, können sie in Second-Life-Anwendungen eingesetzt werden, z. B. Wiederverwendung in Fahrzeugen, Recycling, Fahrzeugspeichersysteme und v2x, v2h sowie v2g.

^{Abbildung 2: Typischer Produktlebenszyklus für Batterietests und wichtige Anwendungen für recycelte Batterien}

Die regenerativen Batterietestsysteme von NI sind für eine Vielzahl leistungsstarker Batteriemodule und -packs ausgelegt, die in Elektroautos und in Branchen für Speicher erneuerbarer Energien zum Einsatz kommen. Diese Batterietestsysteme verfügen über eine modulare und skalierbare Leistung, mit der Sie die unterschiedlichsten Leistungspegel einfach und flexibel testen können.

Der NHR-9300 High-Voltage DC Battery Pack Cycler and Emulator sowie der NHR-9200 Mid-Voltage DC Battery Module Cycler and Emulator bieten modulare und skalierbare Leistung mit flexibler Steuerung und Integration sowie einfacher Einrichtung und Neukonfiguration. Darüber hinaus verfügen der NHR-9300 und der NHR-9200 über mehrere integrierte Sicherheitsebenen, während der NHR-4800 außergewöhnliche Vielseitigkeit und ein kompaktes Design bietet und in seinem 4-HE-Chassis eine beeindruckende Hochleistungs-Performance bereitstellt.

Diese Systeme eignen sich hervorragend zu Second-Life-Zwecken, beispielsweise für die folgenden Anwendungen:

• Reparatur, Aufbereitung und Überholung für die erneute Bereitstellung
• Wiederverwendung im Rahmen der Second-Life-Bereitstellung
• Recycling von EOL-Batterien

^{Abbildung 3: NHR-9300- und NHR-9200-Gehäuse}

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