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Hybrid-Seminar

Lithium-Ionen-Batterien für die Elektromobilität – von der Zelle zur Anwendung

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Lithium-Ionen-Batterien für die Elektromobilität – von der Zelle zur Anwendung
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Das Seminar stellt Lithium-Ionen Batterien umfassend vor und gibt einen Überblick über den Stand... mehr

Lithium-Ionen-Batterien für die Elektromobilität – von der Zelle zur Anwendung

Das Seminar stellt Lithium-Ionen Batterien umfassend vor und gibt einen Überblick über den Stand der Technik und die Trends moderner Energiespeicher mit dem Schwerpunkt Traktionsbatterien (Lithium-Ionen Batterien):

  • neueste Aspekte aus der Batterieforschung (z. B. Lebensdauer verlängernde Ladetechnik, Batteriesicherheit, Markttrends)
  • Anforderungen an die Batterien in verschiedenen Anwendungen
  • Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien
  • das Batteriepackdesign und thermisches Management
  • die Modellansätze zur Simulation von Batteriespeichern
  • die Batteriediagnostik und Zustandsbestimmung
  • die Ladeinfrastruktur und Wechselwirkungen mit dem Stromnetz
  • Besichtigung ISEA (Laborbesichtigungen für Online-Teilnehmer nur durch Vorträge)

Zum Thema

Für Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge (E-Fahrzeuge / Elektroautos) und elektrische Antriebssysteme sind Energiespeicher eine zentrale Komponente in Bezug auf Kosten, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit. Ein grundlegendes Verständnis über Batterietechnologien (insbesondere Lihium-Ionen-Batterien) sowie SuperCaps, Batteriemanagementsysteme und Simulationsmodelle sowie die Auslegung von Batteriesystemen ist die Grundlage für erfolgreiche Produktentwicklungen. Die Anforderungen an Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des elektrischen Bordnetzes von modernen Autos steigen kontinuierlich. Im Gesamtkonzept spielt der Speicher für elektrische Energie die zentrale Rolle.

Zielsetzung

Sie erhalten wertvolle Hinweise, wie Sie entsprechende Batteriesysteme mit Li-Ionen Zellen auslegen und aufbauen.

  • Anforderungen an Batteriespeicher (Batteriesysteme) in Fahrzeugen
  • Grundlagen der Lithium-Ionen Batterien bzw. von SuperCaps
  • Alterungseffekte und Lebensdauern von Batterien (Lithiumbatterien)
  • Sicherheitsaspekte bei Transport und Betrieb von HV-Batterien
  • Batteriepackdesign und thermisches Management
  • Simulation und Modellierung von Batteriespeichern
  • Batteriemanagementsysteme – Aufbau und Funktion
  • Zertifizierung von Zellen und Batterien
  • Verfahren für die Batteriediagnostik
  • Entwicklungstrends bei der Hybridisierung und Elektrifizierung
  • Integration von Elektrofahrzeugen (E-Fahrzeuge / Elektroautos / E-Autos) in das Stromnetz

Teilnehmerkreis

  • Entwickler und Entscheider bei Automobil- und Zulieferfirmen
  • Mitarbeiter von Batterieherstellern
  • F&E-Einrichtungen


Auch wenn der Schwerpunkt im Automobilbereich (Elektromobilität / E-Mobilität; Hybridisierung und Elektrifizierung) liegt, wird die Veranstaltung auch für alle anderen Bereiche batteriegestützter Antriebe und Energieversorgungen wertvolle Informationen vermitteln.

Programm

Hybrid-Seminar Tag 1, 10:30 bis 18:15 Uhr

  • Begrüßung, Vorstellung der Teilnehmer, Vorstellung des Programms

    Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen (Beirat)


  • Anforderungen an die Batterien in verschiedenen Anwendungen

    Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Fahrzeuge, Busse, LKW, Schiffe, Flugtaxis, Flurförderzeuge – Belastungsprofile, Anforderungen, Auslegung, Aufladung

    Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen (Beirat)


  • Wichtige Grundlagen und Begriffsdefinitionen

    Genereller Batterieaufbau, Lade-/Entladekennlinien, Ladeverfahren, Ladezustand, Wirkungsgrad, Ruhespannungskennlinien, Lade-/Entladeprozesse

    Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen (Beirat)


  • Besichtigung ISEA mit dem Entwicklungslabor für Elektromobilitätskomponenten (eLAB)

  • Grundlagen Lithium-Ionen-Batterien – Teil 1

    Elektrochemie, Leistungsdaten, Zelldesigns, unterschiedliche Lithium-Technologien, Ladeverfahren

    Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen (Beirat)


  • Laborbesichtigungen

    Batterieprüffeld, Batteriemanagementsysteme, Komponenten von Batteriepacks verschiedener Fahrzeuge, HiL-Prüfstand für BMS, 5 MW stationäre Batteriespeicheranlage



Hybrid-Seminar Tag 2, 08:15 bis 17:30 Uhr

  • Grundlagen Lithium-Ionen-Batterien – Teil 2

    Sicherheit, Alterungseffekte, Lebensdauern, Materialbedarf, Recycling

    Prof. Dr. rer. nat. Dirk Uwe Sauer
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen (Beirat)


  • Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien

    Teil 1 - Transport und Betrieb von Hochspannungsbatterien, Gefährdungspotentiale, Sicherheit in Prüflabors

    Teil 2 – Sicherheit im Betrieb durch Batteriemanagementsysteme, Diagnostik und Konzepte zur funktionalen Sicherheit

    Philipp Dechent, M. Sc.
    RWTH Aachen, ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe

    Stephan Bihn, M. Sc.
    RWTH Aachen, ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe


  • Batteriepackdesign und thermisches Management

    Design- und Integrationskonzepte, Vor- und Nachteile verschiedener Zelldesigns, Modellierung und Realisierung von thermischen Managementsystemen, Gewichtsanalysen von Komponenten

    Dr. Ing. Florian Ringbeck
    ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, Aachen


  • Modellansätze zur Simulation von Batteriespeichern

    Physikalisch-basierte Modelle, impedanzbasierte Modelle, thermische Modellierung, Parametrierung physikalischer Parameter aus Labormessungen, Parametrierung mit Maschine Learning

    Fabian Frie, M. Sc.
    RWTH Aachen, ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe


  • Batteriediagnostik und Zustandsbestimmung

    Hardware für Batteriemanagementsysteme und Sensorik (Strom, Temperatur, Druck, Ausdehnung); Algorithmen zur Ladezustandsbestimmung, Leistungsfähigkeit, Alterung und verbleibende Lebensdauer; Diagnostik in der Cloud; AI und Machine Learning Algorithmen für die Zustandsbestimmung

    Dominik Jöst, M. Sc.
    Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA), RWTH Aachen

    Weihan Li, M. Sc.
    RWTH Aachen, ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe


  • Ladeinfrastruktur und Wechselwirkungen mit dem Stromnetz

    Nutzung der Ladeinfrastruktur von der Wallbox bis zur Hochleistungsladung, Managementstrategien zur Vermeidung von lokaler Netzüberlastung, Netzintegration von Elektrofahrzeugen (Vehicle-to-grid, Vehice-to-home)

    Christopher Hecht, M. Sc.
    ISEA - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, Aachen


  • Abschlussdiskussion


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