• Seit Juli 2019: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IAM-ET
• Nov. 2015 – Mai 2019: Masterstudium Elektrotechnik und Informationstechnik (M.Sc.), KIT – Abschlussarbeit IAM-ET: „Verhaltensmodellierung des Anodenpotentials während eines Ladevorgangs von Lithium-Ionen-Batterien“ (Betreuende Professorin: Prof. Ivers-Tiffée)
• Okt. 2012 – Nov. 2015: Bachelorstudium Physik (B.Sc.), KIT

Motivation

• Steigende Anforderungen an die Energiedichte von Lithium-Ionen-Zellen (höhere Reichweiten von Elektrofahrzeugen)
• Steigende Anforderungen an die Leistungsdichte von Lithium-Ionen-Zellen (mehr Leistung für Power-Tools)
• Modellierung der Zellspannung von Lithium-Ionen-Batterien mit dem Ziel der Steigerung von Energie- und Leistungsdichte 

Messtechnische Charakterisierung von Lithium-Ionen-Batterien

Abb. 2: Batterie-Messstand bestehend aus Messrechner, Messgeräten und Klimakammern.

• Charakterisierung von Experimentalzellen und kommerziellen Zellen mittels vollautomatisierter Messskripte
• Aufbau von state-of-the-art Batteriemessständen bestehend aus Messgeräten und Klimakammern
• Gleichstrommessungen an Lithium-Ionen-Batterien (Formierung, Zyklierung, C-Raten Tests, …)
• Wechselstrommessungen an Lithium-Ionen-Batterien (Impedanzspektroskopie)
• Distribution of Relaxation Times (DRT) Analyse zur detaillierten Untersuchung von Impedanzspektren
• Enwicklung vollautomatisierter Auswerteskripte zur Analyse der Messdaten
• Ziel: Parametrierung von Batteriemodellen (Beispiel: Bestimmung des Ladungstransferwiderstands mittels Impedanzspektroskopie)

Modellierung von Lithium-Ionen-Batterien

Abb. 3: Kettenleitermodell einer Kathode bestehend aus dem elektronischen Pfad X₁, dem Koppelpfad ξ und dem ionischem Pfad X₂.

• Entwicklung semi-physikalischer Modelle mit hoher Übereinstimmung zwischen Messdaten und simulierten Daten sowie kurzen Rechenzeiten
• Modellierung basierend auf elektrischen Ersatzschaltbildelementen sowie Kettenleitermodellen
• Verwendung von physikalischen Parametern (Leitfähigkeiten , Diffusionskonstanten, …) sowie Mikrostrukturdaten der Elektroden
• Durchführung manueller und vollautomatisierter Parameterstudien zur Überprüfung der Sensitivität der einzelnen Batterieparameter
• Ziel: Individuelles Zelldesign je nach Anwendungsfeld (Beispiele: Elektrofahrzeug – Hohe Energiedichte, Power Tools – Hohe Leistungsdichte)

1. B. Hauck, M. Dippon, A. Weber, E. Ivers-Tiffée, "Model based parametrization of advanced fast charging procedures", ABAA 12 (Ulm, Germany), 06.10. - 09.10.2019 (Poster)
2. B. Hauck, M. Dippon, A. Weber, E. Ivers-Tiffée, "Model based fast charging protocol for lithium-ion batteries", Batterieforum Deutschland (Berlin, Germany), 22.01. - 24.01.2020 (Poster)
3. B. Hauck, M. Weiss, E. Ivers-Tiffée, "Physically based voltage prediction for lithium-ion-batteries using transmission line models", Kraftwerk Batterie | Advanced Battery Power (Online), 27.04. - 29.04.2021 (Poster)
4. B. Hauck, M. Weiss, E. Ivers-Tiffée, "Physically based voltage prediction for lithium-ion-batteries using transmission line models", 240th ECS Meeting (Online), 10.10. - 14.10.2021 (Vortrag)
5. B. Hauck, M. Weiss, E. Ivers-Tiffée, "Advanced Transmission Line Modeling Predicting the Cell Voltage for Lithium-Ion-Batteries", International Battery Seminar & Exhibit (Orlando, Florida - USA), 28.03. - 31.03.2022 (Poster)