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Thermisch äquivalentes physisches Batteriezellmodell: Aufbau und Validierung

Thermisch äquivalentes physisches Batteriezellmodell: Aufbau und Validierung
Forschungsthema:Thermisch äquivalentes physisches Batteriezellmodell: Aufbau und Validierung
Typ:Bachelor- / Masterarbeit
Datum:ab sofort
Betreuer:

M.Sc. Marcel Nöller

Links:PDF-Download
In frühen Entwicklungsphasen der Batteriesystementwicklung werden heutzutage softwaregestützte Simulationen zur thermischen Auslegung des Systemverhaltens einer Batterie genutzt. In späteren Phasen findet die thermische Validierung von Batteriemodulen oder Batteriesystemen durch physische Tests mit verschalteten echten Batteriezellen statt. Die Verwendung solcher Zellen bringt Risiken und Anforderungen an das Handling und das Equipment (hohe Ströme und Spannungen) mit sich. Als weiterer Nachteil von echten Zellen ist die Limitierung der abbildbaren Eingangsparameter und Zeiträume zu sehen, so kann bspw. der Maximalstrom oder der Entladezeitraum nicht beliebig groß bzw. lang eingestellt werden.

Aus diesem Grund soll ein physisches Ersatzmodell einer Batteriezelle aufgebaut und untersucht werden, das erweitere und risikofreie Versuchsreihen ermöglicht. Dieses soll eine Referenzzelle bzw. allgemein Li-Ion-Zellen in Bezug auf geometrische Maße und thermisches Verhalten hinreichend genau abbilden.

 

Aufgabe:
  • Einarbeitung in die Vorarbeiten am IPEK zur theoretischen Auslegung eines physischen Ersatzmodells
  • Entwerfen einer Vorgehensweise zur reproduzierbaren Fertigung dieser Ersatzmodelle
  • Fertigung von Prototypen
  • Entwicklung eines Versuchsaufbaus zur Verifizierung der thermischen Eigenschaften der Prototypen
  • Untersuchungen an Prototypen und Vergleich mit Referenz zur Validierung
 
 
Profil:
  • Studium des Maschinenbaus / Mechatronik / (Elektrotechnik) mit Interesse an Batteriesystemtechnik
  • Eigenständiges Arbeiten
  • Vorwissen zu Batterie(zellen) hilfreich
  • Geschickt im Umgang mit filigranen Materialien (Folien <100µm)