Anwendung eines FEM gestützten Ersatzschaltbildes für die transiente Analyse eines 12 kV-Hochspannungsbatteriespeichers

Abstract:
Parasitären Größen von elektrischen Komponenten führen speziell bei transienter Belastung zu einer möglichen Verschiebung von elektrisch hochbelasteten Bereichen. Zur Analyse möglicher Belastungsszenarien zum Einsatz in Hochspannungsbatteriespeichern wird ein FEM gestütztes Batteriemodell aufgebaut und in ein reduziertes Ersatzschaltbild überführt. Das FEM-Modell berechnet Streuinduktivitäten und Streukapazitäten einer Makrozelle in Abhängigkeit der geometrischen Konstruktion. Die parasitären Elemente werden in ein bewertetes und reduziertes Ersatzschaltbild überführt. Im Anschluss werden die Zeitantworten, sowie der Frequenzgang der Impedanz an beispielhaften Varianten bestimmt. Zusätzlich erlaubt die zeitabhängige transiente Lösung des entwickelten Netzknotenmodells die Detektion von für die Isolationskoordination besonders kritische räumliche elektrische Belastungsszenarien.