Thermomanagement von Lithium-Ionen Batterien

Temperatureinfluss, Alterung, Auslegung, Lösungen

Veranstaltungstyp: Seminar

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Informationen "Thermomanagement von Lithium-Ionen Batterien"
Die Temperatur ist einer der größten Einflussfaktoren, wenn es um Leistungsfähigkeit, Haltbarkeit und Sicherheit von Lithium-Ionen Batterien geht.

Zielsetzung

Die Teilnehmer erhalten einen umfassenden Einblick in die Grundlagen und Auswirkungen der Temperatur auf das Betriebsverhalten von Lithium-Ionen-Batterien. Sie lernen Ziele und Lösungen eines effektiven Thermomanagements von Antriebsbatterien kennen, um Leistungs- und Reichweitendefizite, vorzeitige Alterung und sicherheitskritische Zustände zuverlässig zu vermeiden. 

Inhalt
  • Lithium-Ionen Batterien und der Einfluss der Temperatur auf die Leistungsfähigkeit
  • Einfluss der Temperatur auf die Stromverteilung in Batteriemodulen
  • Einflüsse der Temperatur auf die Alterung von Lithium-Ionen Batterien
  • Batteriekühlung in Batteriesystemen für einen elektrischen Antriebsstrang
  • Thermische Herausforderungen für E-Fahrzeuge und Plug-in Fahrzeuge
  • Lösungen für das thermische Management von Lithium-Ionen Batterien in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb
  • Entwicklungstrends in der Batterietechnik aus Sicht des Thermomanagements: neue Batterietechnologien und Innovationen bei Kühlkonzepten

Zum Thema

Die Temperatur hat einen erheblichen EInfluss auf die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit von Lithium-Ionen Batterien. In Fahrzeugen mit elektrischen Antriebssträngen werden die Batteriesysteme ganz unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt, je nachdem ob es sich um einen vollelektrischen oder einen hybriden Antriebsstrang handelt. Hinzu kommen herausfordernde Lastfälle, wie Schnellladung, forcierte Fahrweise, Winterbetrieb oder heiße Umgebungsbedingungen. 

Um bei dem breiten Spektrum an Belastungssituationen dem Anwender immer ein zuverlässiges, leistungsfähiges und sicheres Batteriesystem bieten zu können, ist ein umfassendes Verständnis des Temperatureinflusses auf das Batterieverhalten essentiell. Zudem sind die Kenntnis von überzeugenden Lösungen für ein effektives und effizientes Thermomanagement im Fahrzeug von größter Bedeutung. Nur so lässt sich für die jeweilige Anwendung ein optimales Batteriesystem entwickeln. Das Thermomanagement hängt direkt von den spezifischen Eigenschaften der Zellen ab. Daher werden Trends in der Zelltechnologie und innovative Kühlkonzepte vorgestellt. 

Teilnehmerkreis

Das Seminar richtet sich an Entwickler von Fahrzeugen und deren elektrischen Antriebssträngen und Batteriesystemen. Es richtet sich insbesondere an jene, die mit der thermischen Auslegung, Konstruktion und Absicherung von Lithium-Ionen Batteriesystemen betraut sind. Außerdem erhalten Mitarbeiter, die sich mit der Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit von Lithium-Ionen Batterien befassen, weitreichende Informationen und Grundlagen.

Dr.-Ing. Peter Keil, Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik, Technische Universität... mehr
Leiter
Dipl.-Ing. Alfred R. Jeckel
Integration Hochvolt Batterie, Daimler AG, Sindelfingen
Referent
Dr.-Ing. Peter Keil
Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik, Technische Universität München
Programm 09:00 Uhr Begrüßung Vorstellung der Referenten Überblick über... mehr
Programm

09:00 Uhr
Begrüßung



  • Vorstellung der Referenten
  • Überblick über Seminarinhalte und allgemeinen Ablauf

  • 09:15 Uhr
    Grundlagen Lithium-Ionen Batterien
  • Komponenten und Aufbau von Lithium-Ionen Batteriezellen
  • Elektrochemische Prozesse in Lithium-Ionen Batterien
  • Begriffsdefinitionen in der Batteriewelt

  • 09:45 Uhr
    Temperatureinfluss auf die Leistungsfähigkeit
  • Nutzbare Kapazität
  • Veränderung verschiedener Widerstandanteile
  • Einfluss des Zelldesigns auf die Temperatursensitivität
  • Verlustleistungen: reversible und irreversible Wärme
  • Q&A-Runde

  • 10:30 Uhr
    Kaffeepause



    11:00 Uhr
    Temperatureinfluss auf die Stromverteilung in Batteriemodulen
  • Grundlagen zur Stromverteilung bei verschalteten Zellen
  • Stromverteilung bei Zellen mit Temperaturunterschieden
  • Auswirkung von Temperaturgradienten durch Kühlsystem

  • 11:30 Uhr
    Alterung von Lithium-Ionen Batterien 
  • Unterscheidung: kalendarische Alterung und Zyklenalterung
  • Dominierende Alterungsmechanismen bei Li-Ion Batterien
  • Temperatureinfluss auf kalendarische Alterungsprozesse
  • Temperatureinfluss auf Lade- und Entladebetrieb
  • Grundsätze für einen lebensdaueroptimierten Betrieb
  • Q&A-Runde



  • 12:30 Uhr
    Gemeinsames Mittagessen



    13:30 Uhr
    Thermische Batterieauslegung für einen elektrischen Antriebsstrang
  • Anforderungen, Performance, Safety, Durability
  • Typischer Aufbau eines EV-Batteriesystems
  • Unterscheide HEV <-> BEV 



  • 14:00 Uhr
    Lösungen für das thermische Management von Li-Ionen Batterien in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb
  • Passiv, Luft
  • Flüssigkeitskühlung, Wasser-Glykol oder Alternativen
  • Kältemittel
  • Aktive Aufheizung
  • Q&A-Runde

  • 15:00 Uhr
    Kaffeepause



    15:30 Uhr
    Besondere Herausforderungen für Antriebsbatterien
  • Schnellladefähige Batteriesysteme
  • EVs mit hohen Leistungen
  • Winterbetrieb
  • Haltbarkeit Batteriespeicher

  • 16:10 Uhr
    Ausblick Entwicklungstrends in der Batterietechnik
  • Neue Batterietechnologien (z.B. Solid-State)
  • Leichtbau
  • Innovationen (Ableiterkühlung, Heatpipes, PCM, ...)

  • 16:30 Uhr
     Zusammenfassung
  • Wichtige Take-Home-Messages
  • Abschließende Q&A- sowie Feedback-Runde
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    Maßgeschneiderte Lösungen

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