Eine wissensbasierte Optimierung der Pulsverfahren beim Anodisieren verlangt ein detailliertes Verständnis der zugrunde erzeugenden Mechanismen. Die Arbeit beleuchtet, unter Verwendung elektrochemischer Techniken, lokaler operando Temperaturmessungen sowie von Simulationen, die komplexen Zusammenhänge zwischen elektrischer Feldstärke, lokaler Konzentrationen und lokaler Wärmeentwicklung und der daraus resultierenden Einflüsse auf das Anodisieren von Aluminium. Der lokalen Wärmeentwicklung kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da sie einerseits den Anodisierprozess stark beeinflussen kann und andererseits sehr gut durch den gezielten Einsatz von Pulsverfahren gesteuert werden kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Temperatur eines Dielektrikums hat einen starken Einfluss auf die zugehörige elektrische Leitfähigkeit. Durch die in Durchführungen vorkommenden hohen Temperaturgradienten nehmen die veränderten Leitfähigkeiten einen starken Einfluss auf die Aufteilung des elektrischen Potentials. Bisher wurde die Verschiebung des Potentials nur durch Simulationen ermittelt.
In dieser Arbeit wurde erstmalig die experimentelle Ermittlung der Potentialverteilung im Inneren einer Gleichspannungsdurchführung gemessen. Somit konnte nachgewiesen werden, dass die thermisch-elektrische Potentialverschiebung in der Realität auftritt.
Mit dem Simulationsmodell ist es möglich die transiente und stationäre Potentialverteilung bei gegebener Temperaturverteilung zu berechnen.
Die Simulationen und Messungen zeigen die erwartete Potentialverschiebung und quantifizieren damit die erhöhte Feldstärkebelastung des Isolationsmaterials in diesen Gebieten. Weiterführende Simulationen stellen die Problematik bei Umpolmessungen dar.
Die vorgestellte Arbeit erweitert somit das Verständnis der thermisch-elektrischen Vorgänge in HGÜ-Durchführungen.
Aktualisiert: 2023-01-31
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Diese Arbeit präsentiert ein selbsttragendes Batteriemodul, das die Zellen als mechanisches Bauteil nutzt und so den die Energiedichte auf Systemebene steigert. Zusätzlich schaffen multifunktionale Zellverbinder, die die elektrische und thermische Schnittstelle darstellen, Doppelfunktionen, die den Reparatur- und Recyclingprozess vereinfachen. Eine integrierte Zellüberwachungseinheit mit optischer Kommunikation misst die Zellspannung und die Temperatur und sorgt mit einem passiven Balancing für eine Ladungsangleichung der Module. Die elektrische Verbindung zu den Zellpolen findet über Druckkontakte statt, deren Kontaktwiderstand im selben Bereich oder sogar unterhalb derer von geschweißten Verbindungen liegt. Der druckkontaktierte Zellverbinder ermöglicht zugleich die thermische Kontaktierung der Zellpole im Batteriemodul und realisiert somit eine Axialkühlung, die im Vergleich zu einer Mantel- bzw. Radialkühlung, die internen Temperaturgradienten um bis zu einem Faktor zwei reduziert. Zyklentests von Zellen mit Mantel- und Polkühlung zeigen jedoch, dass die Kühlmethode trotz unterschiedlichen internen Temperaturgradienten keinen signifikanten Einfluss auf die Zellalterung hat. Einen entscheidenden Einfluss zeigt jedoch die Kühlleistung.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Eine wissensbasierte Optimierung der Pulsverfahren beim Anodisieren verlangt ein detailliertes Verständnis der zugrunde erzeugenden Mechanismen. Die Arbeit beleuchtet, unter Verwendung elektrochemischer Techniken, lokaler operando Temperaturmessungen sowie von Simulationen, die komplexen Zusammenhänge zwischen elektrischer Feldstärke, lokaler Konzentrationen und lokaler Wärmeentwicklung und der daraus resultierenden Einflüsse auf das Anodisieren von Aluminium. Der lokalen Wärmeentwicklung kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da sie einerseits den Anodisierprozess stark beeinflussen kann und andererseits sehr gut durch den gezielten Einsatz von Pulsverfahren gesteuert werden kann.
Aktualisiert: 2023-03-31
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