Auslegung eines Thermosystems für Lithium-Ionen Batterien mit gekoppelter 0D/3D-Simulation

Institut
Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik
Typ
Masterarbeit /
Inhalt
theoretisch /  
Beschreibung

Lithium-Ionen Batterien sind stark Temperatur-empfindlich. Temperaturen über 25°C führen zu einer beschleunigten Alterung, Temperaturen über 60°C können die Zellen in einen sicherheitskritischen Zustand bringen und bei Temperaturen unter 15°C muss die Leistung der Batterie reduziert werden. Das Thermosystem ist dafür zuständig die Temperatur aller Batteriezellen im idealen Bereich zu halten. Um die Auslegung dieser Thermosysteme zu optimieren werden 0D und 3D Simulationen eingesetzt. Die 3D Simulationen können dabei den Temperaturverlauf innerhalb der Batterie detailliert abbilden, benötigen aber viel Rechenleistung. 0D Simulationen können die Interaktion mit anderen physikalischen Modellen, z.B. elektrischen Modellen oder Alterungsmodellen, gut abbilden und durch die verkürzten Rechenzeiten längere Zeiträume simulieren, sind aber in der Regel ungenauer.

Im Rahmen dieser Studienarbeit soll zur Auslegung eines Thermosystems eine gekoppelte 0D/3D Simulation einer Batterie aufgebaut werden. Dazu kann aufgebaut werden auf einer vorhandenen 0D Simulation die den Einfluss der Batterietemperatur auf die Alterung und Leistungsbereitschaft einer Batterie berechnet. Die 0D-Simulation nutzt die vom MIT entwickelte Programmier-sprache „Julia“, welche signifikante Verbesserungen in der Rechenzeit ermöglicht im Vergleich zu Matlab oder Python. Die gekoppelte Simulation soll eine detaillierte Abbildung der Temperaturen im Batteriepack ermöglichen unter Berücksichtigung des elektrischen und Alterungs-verhaltens der Batterie.

Diese Arbeit findet in Zusammenarbeit mit anderen Studenten statt und ist Home-Office tauglich.

Voraussetzungen

•Interesse an Elektromobilität und speziell Lithium-Ionen Batterien

•Interesse an thermischer Modellierung

•Erfahrungen mit Programmieren und Simulation

•Selbständige und gründliche Arbeitsweise

•Sehr gute Deutsch- oder Englischkenntnisse 

Tags
FTM Studienarbeit, FTM Elektrische Antriebssysteme, FTM Teichert
Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Olaf Teichert
Tel.: +49 89 289 15871
teichertftm.mw.tum.de
Ausschreibung