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Lithium-Ionen-Batterien richtig temperieren

Online Seminar
W-VA25-00749
Teilnahmegebühr: 665 €

Seminarsprache ist deutsch. Für die Reichweite, Ladezeit sowie Lebensdauer von Elektrofahrzeugen ist das Leistungs- und Alterungsverhalten der Batteriesysteme (Batteriezellen) von zentraler Bedeutung. Lithium-Ionen-Batterien (LIB) haben sich aufgrund zahlreicher Vorteile als Speichertechnologie für die E-Mobilität etabliert. Die Performance dieser Batteriesysteme wird signifikant durch die Temperatur beeinflusst. Niedrige Temperaturen führen zu einem Leistungsverlust und können Degradationsprozesse (Alterung) auslösen, welche die Lebensdauer reduzieren. Auch erhöhte Temperaturen rufen verschiedene Nebenreaktion und Degradationsprozesse hervor.

Referenten:

Dr.-Ing. Thomas Kalmbach
MAHLE International GmbH, Corporate Advanced Engineering Thermal Management

Raphael Mühlpfort, M. Sc.

Prof. Dr.-Ing. Jan Philipp Schmidt
Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Systemtechnik elektrischer Energiespeicher (SysEE), Bayerisches Zentrum für Batterietechnik (BayBatt)

Dr.-Ing. Philipp Seegert
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)

Prof. Dr.-Ing. Thomas Wetzel
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)

Zum Thema:

Das Thermomanagement ist für das Leistungs- und Alterungsverhalten von Lithium-Ionen Batterien entscheidend. Etablierte Systemlösungen und innovative Verfahren werden vorgestellt. Ein gutes Thermomanagement erhöht die Reichweite des E-Fahrzeugs und verlängert die Lebensdauer der Batterie.

Sie erfahren in diesem Seminar etwas über

  • die Bedeutung der Temperatur für das Leistungs- und Alterungsverhalten
  • Die Gründe, warum das thermische Verhalten so komplex und so entscheidend ist
  • Lösungen für Thermomanagementsysteme und wie sich diese bewerten lassen
  • die Bedeutung des Zelldesigns für das thermische Verhalten und das Thermomanagement
  • Werkzeuge, die die Ausgangsbasis von Thermomanagement-Auslegungen bilden können

Für einen optimalen Betrieb im Fahrzeug kommen daher Thermomanagementsysteme zur Temperierung der Batterie zum Einsatz. Effiziente Kühlkonzepte sind gefragt. Insbesondere für kritische Betriebsszenarien wie die Schnellladung ist zur Kompensation der Wärmefreisetzung ein leistungsstarkes System notwendig. Diese Temperierung der Batterie induziert Gradienten und inhomogene Temperaturverteilungen innerhalb der Zellen respektive im Batteriepack. Die Temperaturverteilungen beeinflussen wiederum das lokale elektrische Zellverhalten und können sich dadurch auch potentiell negativ auf die Performance und Alterung von Batteriesystemen auswirken. Dadurch entsteht ein komplexes Wechselspiel zwischen elektrisch-thermischem Verhalten der Batteriezellen und der äußeren Temperierapplikation im Fahrzeug.

Für die Auslegung effizienter Thermomanagementsysteme ist daher nicht nur ein fundiertes Verständnis des Batterieverhaltens, sondern auch der Auswirkung unterschiedlicher Temperierungsmöglichkeiten auf die Temperaturverteilung im Batteriesystem entscheidend. Mit Hilfe dieses Verständnisses können ergänzend Optimierungen des thermischen Zell- bzw. Packdesigns vorgenommen und eine Verbesserung der Performance und Lebensdauer des Batteriesystems erreicht werden. Die ganzheitliche Betrachtung des thermischen Verhaltens des Batteriesystems im Fahrzeug bietet die Möglichkeit, bisher ungenutzte Kostensenkungs- und Leistungssteigerungspotentiale freizusetzen.

Programm

Online-Seminar, 09:00 bis 16:30 Uhr

  • Begrüßung und Vorstellung
  • Einführung: Motivation für Thermomanagement – Einfluss der Temperatur auf Leistungs- und Alterungsverhalten
  • Grundlagen des thermischen Verhaltens von Lithium-Ionen Zellen
    Raphael Mühlpfort, M. Sc.
  • Thermomanagement im Elektrofahrzeug I – Etablierte Temperiersysteme
    Dr.-Ing. Philipp Seegert
    Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Thermomanagement im Elektrofahrzeug II – Innovative neue Verfahren
    Dr.-Ing. Thomas Kalmbach
    MAHLE International GmbH, Corporate Advanced Engineering Thermal Management
  • Temperaturüberwachung und Temperaturschutz in Batteriesystemen
    Prof. Dr.-Ing. Jan Philipp Schmidt
    Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Systemtechnik elektrischer Energiespeicher (SysEE), Bayerisches Zentrum für Batterietechnik (BayBatt)
  • Werkzeuge zur Thermomanagement-Auslegung
    • I – Thermische Modellierung
    • II – Thermische Charakterisierung
    • III – Thermische Ersatzzellen

Dr.-Ing. Philipp Seegert
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

  • Zusammenfassung und Abschluss

Zielsetzung

Im Seminar lernen die Teilnehmer die Bedeutung der Temperatur für das Leistungs- und Alterungsverhalten von Lithium-Ionen-Batterien. Dabei wird aufbauend auf den thermischen Grundlagen die Applikation des Thermomanagements vorgestellt. Durch den Vergleich etablierter Systemlösungen und innovativer Verfahren wird eine Orientierung sowie Bewertungsbasis für unterschiedliche Anforderungen ermöglicht. Vervollständigt wird das Seminar durch die Vorstellung grundlegender Werkzeuge zur Auslegung und Optimierung von Thermomanagementsystemen sowie des thermischen Zelldesigns.

Teilnehmerkreis

Das Seminar richtet sich im Besonderen an Entwickler und Führungskräfte aus den Bereichen Thermomanagementsysteme, Zell- und Packdesign, Batteriesysteme sowie Batteriealterung. Der Fokus liegt auf der automobilen Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher in Elektrofahrzeugen.

Die vermittelten grundlegenden Kenntnisse sind jedoch auch auf die Bereiche der stationären Anwendung sowie beim Einsatz in Powertools übertragbar. Zielgruppe sind Unternehmen der Automobilindustrie, sowohl OEM als auch Zulieferer, sowie des Powertool-Marktes.

Insbesondere auch KMUs als Zulieferer der Automobilindustrie können durch die vermittelten Inhalte einen Einstieg in die Thermomanagement-Auslegung von Lithium-Ionen Batteriesystemen erhalten.