Simulation und Optimierung von Batterie-Kühlung

Masterprojekt Maschinenbau - Schwerpunkt Virtuelle Produktentwicklung

KURZBESCHREIBUNG:

Das Projekt finder in Kooperation mit der e-bility GmbH statt, die unter der Marke "Kumpan electric" 2-rädrige Elektrofahrzeuge in Deutschland herstellt. Neue Entwicklungen machen es nötig Akku-Packete zu kühlen, um so höhere Leistungen von ihnen abrufen zu können.

 Zur Verbesserung der Kühlung von Traktionsbatterien an Elektrofahrzeugen ist es nötig die Leistung eines Kühlsystems genau zu kennen und zu beschreiben. Dazu soll in diesem Projekt mit verscheidenen Simulationstechniken ein Modell aufgebaut werden, welches eine zuverlässige Aussage zur Kühlleistung eines Systems liefert. Dabei soll mit grundlegenden Rechechrchen zur Akkukühlung bekonnen werden, um so ein Verständnis zu entwicklen, wie ein Lithium-Akku korrekt zu kühlen ist, ohne dass die Lebensdauer der Zellen leidet. Über einfache Modellberechnungen und in Korrelation mit Messwerten sollen die Einflussfaktoren für die Kühlung bestimmt und klassifiziert werden.

Am Ende soll ein Simulationsmodell erstellt werden, mit dem sich die Kühlng von Akkumulatoren vorhersagen lässt, und die Kühlleistung optimiert werden kann. Außerdem sollen Fallstudien durchgeführt werden, um Vorschläge für eine möglichst optimale Gestalltung der Kühlung machen zu können.

Co-Betreuer: M.Eng. Matthias Metzen
 

PROJEKTPHASEN:

Masterprojekt 1:

• In Projekt eins geht es hauptsächlich um die Literatur-Recherche und Einarbeitung in die Thematik Akkukühlung. Hinzu kommt das Herausstellen von ein bis zwei verscheidenen Ansätzen zur effizienten Kühlung eines Batteriepacks, die für die geforderte Anwendung und unter Einbeziehung aller Randbedingungen erfolgversprechend sind. Diese sollen in Projekt 2 untersucht werden sollen. Außerdem wird hier festgelegt, mit welchen Software-Werkzeugen zu arbeiten ist.

Masterprojekt 2:

• Im zweiten Projekt soll ein erstes Modell aufgebaut werden, welches mit Messwerten validiert werden muss. Dies bildet die Grundlage für die Masterarbeit. Zur Validierung gehört die korrekte Wiedergabe von mindestens 2 verscheiden Fallbeispielen, durch das Simulationsmodell.     

Masterthesis:

• In der Masterarbeit soll dann ein Modell erstellt werden, mit dem sich ein kompletter Zellpack in seiner Umgebung simulieren lässt. Die Nutzung von Open Source Software, wie zm Beispiel OpenFOAM ist hier gerne geshen. Mit diesem Modell soll dann eine Akku-Kühlung entwicklet werden, sodass eine Batterie mit einem definierten Lastprofil entladen werden kann, und dabei innerhalb vorgegebener Temperaturbereiche bleibt.

Anzahl Plätze: 1