htw saar
Zurück zur Hauptseite

Version des Moduls auswählen:
XML-Code

flag flag

Batteriesystemtechnik

Modulbezeichnung: Batteriesystemtechnik
Modulbezeichnung (engl.): Battery System Technology
Studiengang: Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013
Code: WIBASc-525-625-Ing29
SWS/Lehrform: 1V+1U (2 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 3
Studiensemester: 5
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Englisch
Prüfungsart:
Klausur (50%) und Projektarbeit (50%)

[letzte Änderung 04.10.2021]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
WIBASc-525-625-Ing29 Wirtschaftsingenieurwesen, Bachelor, ASPO 01.10.2013, 5. Semester, Wahlpflichtfach

geeignet für Austauschstudenten mit learning agreement
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 30 Veranstaltungsstunden (= 22.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 3 Creditpoints 90 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 67.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
WIBASc145 WIBASc145 - Physik
WIBASc435 WIBASc435 - Thermodynamik
WIBASc445 WIBASc445 - Elektrotechnik


[letzte Änderung 04.10.2021]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
Dozent:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert


[letzte Änderung 04.10.2021]
Lernziele:
Die Vorlesung adressiert diese Fragestellungen am Beispiel aktueller Anwendungen, wie der Elektromobilität oder dem Smart-Phone. Die Studenten sollten diese Aspekte selbständig auch auf andere Anwendungsbereich übertragen können.
 
Die Teilnehmer verfügen nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls über grundlegende Kenntnisse zur Systemtechnik von Batteriespeichern. Das umfasst grundlegende Aspekte wie Verschaltungstopologien, die Methodik zur Modellierung und Beschreibung von Batteriespeichern. Dazu zählen neben Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) und Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-(NCM)-Batterien, auch neuartige kobaltfreie Batterien (NMX) und auch Speicher in Form von Brennstoffzellen.

[letzte Änderung 04.12.2020]
Inhalt:
Speziell das Wärmemanagement von Batteriezell-Designs in den bekannten Bauformen wie prismatisch, zylindrisch und Pouch wird eingehend dargestellt. MEB- und VDA-Standard mit Top-Terminal-Design ebenso wie L-Typ-Batteriezellen mit Side-Terminal-Design werden vorgestellt ebenso wie Batteriemanagementsysteme (BMS) und die Entwicklung digitaler Zwillinge auf Basis moderne Softwaretools wie ANSYS Workbench und Simcenter Amesim.
 
Inhalte sind:
 - Thermisches Management und thermisches Verhalten von Batterien
 - Batteriemodelle für Kühl- und Heizkonzepte
 - auftretende Verlustleistungen, Verschleiß und mögliche Defekte
 - Batterieintegration, Anwendungen und Auslegung für Fahrzeuganwendungen
 - SLI, Elektrischer Antrieb (BEV, PHEV, HEV, FCEV)
 - Redundante Energieversorgung für by-wire Systeme
 - Stationäre Anwendungen
 - Batteriemanagement bei Redox-Flow Batterien und Hochtemperaturbatterien
 - Ladeverfahren (Blei, NIMH und Li-Ionen)
 - Batterie Monitoring, Batteriemanagement und Batteriecharakterisierung
 - Brennstoffzellentechnik und Wasserstoffhaushalt
 - Materialthemen wie wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion


[letzte Änderung 04.12.2020]
Lehrmethoden/Medien:
Die Vorlesung vermittelt fundamentale und anwendungsorientiertes Wissen zur Systemtechnik elektrochemischer Speicher. Dazu gehören hochwertige Batteriezellen und deren Zellchemie, Module und Hochvoltspeicher (Packs), sowie erweiterte Kenntnisse zur Brennstoffzellentechnik.
Auf Modul-Ebene werden Standardsysteme offeriert (MEB, VDA) sowie spezifische Sonderlösungen aufgezeigt. Zusatzdienste, wie eine intelligente Batterieüberwachung werden vorgestellt.
 
Die Studierenden erweitern nach Abschluss des Moduls ihre Fähigkeit:
 - Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.
 - Die Studierende sind fähig, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten, sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen.
 - Die Studierenden beherrschen die in der Industrie gebräuchlichen Softwaretool ANSYS Workbench und Simcenter Amesim.
 - Verantwortung in einem Team zu übernehmen, sich mit Fachleuten über Problemstellungen und Lösungen auszutauschen.
 
Die Studierenden erweitern nach Abschluss des Moduls ihr Bewusstsein, für die Auswirkungen ihrer Tätigkeit auf die Gesellschaft und sind mit den ethischen Grundsätzen des Fachgebietes vertraut.
 
Fach- und Methodenkompetenz 60%, Sozialkompetenz 15%, Selbstkompetenz 25%


[letzte Änderung 04.12.2020]
Sonstige Informationen:
Skript & Leitfaden zur Vorlesung / Beamer / Folien / online auf moodle
Simulationsübungen im PC Pool mit Simcenter Amesim und ANSYS Worlbench
 
Durch das gelegentliche kritische Lesen und Diskutieren von Fachaufsätzen wird an das wissenschaftliche Arbeiten herangeführt.


[letzte Änderung 04.12.2020]
Literatur:
 - Schäper, C., Sauer, U. 12. Batteriesystemtechnik. MTZ Motortechnik Z 74, 416–421 (2013). https://doi.org/10.1007/s35146-013-0106-6


[letzte Änderung 04.12.2020]
[Mon Nov 29 09:07:05 CET 2021, CKEY=wbb, BKEY=wi2, CID=WIBASc-525-625-Ing29, LANGUAGE=de, DATE=29.11.2021]