Mehrskalen-Modellierung eines Vanadium Redox-Flow-Batterie Stacks

Abstract

In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Mehrskalen-Modells eines Vanadium Redox-Flow-Batterie Stacks beschrieben. Das Modell besteht aus einem Mikro- und einem Makro-Modell und ermöglicht die Bewertung von verschiedenen Stack-Designs. Das Mikro-Modell wird in COMSOL implementiert und simuliert eine einzelne Zelle auf mikroskopischer Ebene. Das Makro-Modell wird in Matlab Simulink implementiert und kann benutzt werden um eine beliebige Anzahl Zellen in beliebiger elektrischer Verschaltung auf makroskopischer Ebene zu simulieren. Eine abschließende Bewertung des Modells ergibt, dass es zur Auslegung von Stacks geeignet ist.

In this thesis the development of a multiscale model of a vanadium redox ow battery stack is described. The model consists of a Micro- and a Macro-Model and allows the evaluation of different stack designs. The Micro Model is implemented in COMSOL and simulates a single cell on a microscopic level. The Macro Model is implemented in Matlab Simulink and can be used to simulate any number of cells in any electrical connection on a macroscopic level. An evaluation of the model shows, that it is suitable for the dimensioning of stacks.