E-Mobilität: Schnellladen von Lithium-Ionen Batterien

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

Motivation:

Die Schnellladefähigkeit von Elektrofahrzeugen wird neben der Reichweite von vielen Menschen als ein entscheidendes Kaufkriterium genannt. Insbesondere stellt sich die Frage, wie viele Kilometer Reichweite in 10 oder 20 Minuten nachgeladen werden können. Beispielhaft sind einige aktuelle Serienfahrzeuge im Anhang aufgeführt. Neben der Ladegeschwindigkeit ist auch die Alterung der Batterie ein entscheidender Faktor, da ein Tausch der Batterie im Fahrzeug meist nicht wirtschaftlich ist.

Forschungsarbeit:

In heutigen HV-Batterien werden verschiedene Zellchemien (z.B. NMC, LFP) und Zellformate (z.B. zylindrisch, prismatisch) eingesetzt. Insbesondere bei zylindrischen Zellen werden mehrere tausend Zellen seriell und parallel verschalten, um die gewünschte Spannungslage (400V/800V) und den benötigten Energieinhalt zu erzielen.

Im Rahmen dieser Studienarbeit sollen die elektrischen und thermischen Wechselwirkungen auf Modulebene untersucht werden.

Aufgrund der elektrischen Verschaltung und der Positionierung innerhalb des Moduls kommt es zu ungleichmäßigen elektrischen und thermischen Belastungen einzelner Zellen. Dies führt zu einer reduzierten Leistungsfähigkeit und beschleunigten Alterung, wodurch die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der gesamten HV-Batterie eingeschränkt wird.

Arbeitsschwerpunkte:

Folgende Arbeitspakete umfasst die zu vergebende Studienarbeit:

  • Erweiterung eines bestehenden Simulationsmodells in Matlab/Simulink um eines neues Zellmodell sowie thermische und/oder elektrische Teilmodelle
  • Durchführung von Sensitivitätsanalysen hinsichtlich Temperaturentwicklung, Strombelastung und Ladezeit
  • Analyse und Interpretation der elektrischen und thermischen Wechselwirkungen auf Modulebene
  • Validierung der Simulationsergebnisse anhand von aktuellen Hardwaremessungen
  • Einordnung der Ergebnisse in den Stand der Technik und den Kontext der Fahrzeuganwendung
Voraussetzungen
  • Begeisterung für Elektromobilität
  • Kenntnisse in Elektrotechnik und Lithium-Ionen Batterien
  • Kenntnisse in Matlab/Simulink
  • Eigeninitiative und selbstständige Arbeitsweise
  • Spaß an der Arbeit im Team

Wir freuen uns über Ihre Bewerbung mit Lebenslauf, aktueller Notenübersicht und weitere Unterlagen, welche Sie auszeichnen.

Tags
FTM Studienarbeit, FTM EV Powertrain, FTM Allgaeuer
Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Christian Allgäuer, Dipl.-Ing.
Tel.: +49 (0) 89 289 10492
christian.allgaeuertum.de
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