Einflussanalyse von Temperaturgradienten auf die Alterung eines batterieelektrischen Lkw's

Institut
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik
Typ
Semesterarbeit / Masterarbeit /
Inhalt
theoretisch /  
Beschreibung

Der Güterverkehr ist das Rückgrat unserer Wirtschaft und nimmt eine immer zentralere Rolle ein. Durch den steigenden Materialfluss auf der Straße und der damit verbundenen hohen Fahrleistungen ermöglicht ein Wandel hin zu nachhaltigen Antriebstechnologien ein hohes Einsparpotential von Treibhausgasen. Daher fordert die Europäische Union eine CO2 Emissionsreduktion von 15 % bzw. 30 % bis 2030 im Vergleich zu 2019, um den Nutzfahrzeugsektor zu dekarbonisieren und einen Beitrag zur Einhaltung des 2°C-Ziels der EU zu leisten. Durch diese Forderung muss eine Alternative zum Verbrennungsmotor, vor allem für den Fernverkehr, gefunden werden. Dazu wurde das Projekt NEFTON mit namenhaften Partnern aus der Industrie gegründet. Ziel ist es, das gesamte System, bestehend aus vollelektrischem LKW, Ladesäule und deren Netzanbindung, zu untersuchen und für verschiedene Use Cases im Fernverkehr auszulegen. Der zentrale Enabler hierfür ist das MegaWatt Power Charging System (MCS) mit bis zu 1,5 MW Ladeleistung.

 

Durch die hohen geplanten Ladeleistung entsteht eine große Menge an thermischer Energie innerhalb des Batteriepacks. Diese entsteht allerdings nicht homogen über alle verbauten Zellen. Gründe hierfür sind z.B. Produktionsschwankungen in der Zellfertigung oder Streuungen in der Kontaktierung. Durch den hohen Temperatureinfluss auf die Alterung, kommt es daher auch zur inhomogenen Alterung im Batteriepack. Die Leistung und Kapazität des Batteriepacks werden durch die schwächste Zelle bestimmt, wodurch sich das Ziel ergibt, die Temperaturunterschiede möglichst zu minimieren. In dieser Arbeit soll der Einfluss der Temperaturinhomogenitäten auf die Alterung quantifiziert werden. Es soll daher ein bestehendes Batteriepackmodell mit einem Alterungsmodell verknüpft werden, um den Einfluss systematisch zu untersuchen und die Anforderungen für zukünftige Thermomanagementsysteme abzuleiten.

 

Folgende Arbeitspakete umfasst die zu vergebende Studienarbeit:

 

  • Literaturrecherche zu Entstehung von Temperaturinhomogenitäten und aktueller Auslegungs-Richtlinien
  • Erweiterung eines Batteriepack-Modells um zellindividuelle Alterungsmodelle
  • Implementierung des Modells mittels MATLAB/Simulink
  • Analyse der Ergebnisse und Ableitung von Auslegungsempfehlungen
  • Ausführliche Dokumentation des Vorgehens und der Ergebnisse

 

Wenn du Lust auf dieses Thema hast, schreib mir gerne eine Mail an schneider@ftm.mw.tum.de mit Lebenslauf und Leistungsnachweis.

Voraussetzungen
  • Selbständige, zuverlässige, engagierte und strukturierte Arbeitsweise
  • Gute Deutsch Kenntnisse
  • Idealerweise Programmierkenntnisse in MATLAB/Simulink
Tags
FTM Studienarbeit, FTM Elektrische Antriebssysteme, FTM Schneider, FTM NEFTON
Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Jakob Schneider, M.Sc.
Raum: MW 3511
Tel.: 08928915888
schneiderftm.mw.tum.de