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Elektrische Kraftfahrzeugantriebe

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Elektrische Kraftfahrzeugantriebe
Modulbezeichnung (engl.): Electric Vehicle Drive Systems
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Fahrzeugtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2015
Code: FT20
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P242-0021, P242-0022
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
5V+1P (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
7
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Laborversuch mit Ausarbeitung
Prüfungsart:
Klausur 150 min.

[letzte Änderung 29.07.2024]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

FT20 (P242-0021, P242-0022) Fahrzeugtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2011 , 4. Semester, Pflichtfach
FT20 (P242-0021, P242-0022) Fahrzeugtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2015 , 4. Semester, Pflichtfach
FT20 (P242-0021, P242-0022) Fahrzeugtechnik, Bachelor, ASPO 01.04.2016 , 4. Semester, Pflichtfach
FT20 (P242-0021, P242-0022) Fahrzeugtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 4. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 142.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
FT08 Grundlagen von Elektrotechnik, Fahrzeug-Elektrik und -Elektronik
FT09.1 Technische Mechanik II
FT24.1 Steuerungs- und Regelungstechnik


[letzte Änderung 14.07.2015]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
FT25.1 Hybride Fahrzeugantriebe und Brennstoffzelle
FT27 Fahrzeugversuch


[letzte Änderung 26.01.2016]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Hans-Werner Groh
Dozent/innen:
Prof. Dr. Hans-Werner Groh


[letzte Änderung 14.07.2015]
Lernziele:
12 Vorlesungseinheiten je 6 Stunden:
Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse über unkonventionelle elektrische und hybride Fahrzeugantriebe einschließlich der Fahrzeuggesamtkonzepte und deren Aufteilung auf die wichtigsten Fahrzeugteilkomponenten. Sie sind in der Lage:
- Elektro- und Hybridfahrzeuge bzw. deren Komponenten hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Funktionen und ihrer Leistungsmerkmale zu klassifizieren, ihre spezifischen Parameter einzuschätzen und zu bewerten.
- für die neue Fahrzeugkonzepte erforderlichen Teilkomponenten zu dimensionieren und diese in neue Gesamtsysteme zu integrieren.
 
3 Vorlesungseinheiten je 6 Stunden:
- Funktionsweise verschiedener Batterietechnologien
- Methoden zur Charakterisierung und Parametrierung von Energiespeichern
- Physikalische und (elektro)chemische Transportprozesse und Wechselwirkungsmechanismen in Batteriespeichern
- Strategien und Techniken der (makroskopischen) Modellierung von Batteriespeichern
- Funktionsweise von BMS
- Batterieemulation und HiL Verfahren
- je nach Interessenlage: Grundlegende mathematische Methoden zur Lösung von Differentialgleichungen (Finite Differenzen und LU-Zerlegung)

[letzte Änderung 08.02.2024]
Inhalt:
12 Vorlesungseinheiten je 6 Stunden (Prof. Dr.-Ing. Hans-Werner Groh):
- Grundlagen der unkonventionellen Fahrzeugantriebe (elektrische / Hybridantriebe)
- Grundlagen der Fahrzeugelektronik
- Grundlagen der Komponenten von Hybrid- und Elektroantrieben
- Vergleich der Antriebskonzepte
- Elektrische / elektrochemische Energiespeicher
- Aufbau und Funktionsweise von Gleichstrom-, Synchron- und Asynchronmotor als Traktionsmaschine
- Batterieüberwachung (Monitoring) und Batteriemangement (Einführung)
- Vorbereitung der praktischen Umsetzung der erworbenen Kenntnisse in Laborveranstaltungen (6. Semester)
 
3 Vorlesungseinheiten je 6 Stunden:
1. Grundlagen: (Dr. rer. nat. Michael Schwalm)
- Funktionsweise und Anwendung verschiedener Batterietechnologien
- Grundbegriffe der Energiespeicher
- Charakteristische Parameter und Methoden zur Parametrierung von Energiespeichern (Bsp.: EIS - Electrochemical Impedance Spectroscopy)
   
2. Modellierung:
- Übersicht Modellierungsansätze (Dr.-Ing. Tatjana Dabrowski):
- Grundlagen der Thermodynamik mit Schwerpunkt Energiespeicher
- Mathematische Modellierung der Transportprozesse (Kontinuitätsgleichung Masse, Ladung, Energie) und Wechselwirkungen (Butler-Volmer-Gleichung und Doppelschicht) am Beispiel der Lithium-Ionen Batterie
   
3. Batteriemanagementsysteme - BMS (Dr.-Ing. Weiwei Shan):
- Steuerung und Kontrolle von Batteriesystemen mit Hilfe von Batteriemanagementsystemen
- Zustandsbestimmung von Energiespeichern
- Alterung von Energiespeichern

[letzte Änderung 08.02.2024]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesungsskript und Laborversuch

[letzte Änderung 12.12.2013]
Literatur:
Teil 1: Elektrische KFZ-Antriebe
- Reif / Noreikat / Borgeest: Kraftfahrzeug-Hybridantriebe - Grundlagen, Komponenten, Systeme, Anwendungen
  Springer Vieweg Verlag, 2012, ISBN 978-3-8348-0722-9
- Rolf Fischer: Elektrische Maschinen
  14., aktualisierte und erweiterte Auflage, Hanser Verlag München, 2009, ISBN 978-3-446-41754-0
 
Teil 2: Batterietechnologie
- Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen
  A. Jossen, W. Weydanz , Vol 2 Reichardt Verlag, 2019 (Super Grundlage)
- Handbook of Batteries
  D. Linden, T. Reddy McGraw Hill, 2010 (Für alle, die es genauer wissen wollen)
- Batteriespeicher: Rechtliche, technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen
  J, Böttcher, P.Nagel (Hrsg.) De Gruyter , 2017 (Guter Überblick)
- Lead Acid Batteries : Science and Technology
  D. Pavlov Elsevier , 2011 (Standardwerk über Bleibatterien)
- Battery Management Systems for Large Lithium Ion Battery Packs
  D. Andrea, Artech House 2010 (Grundlagen zu BMS)
- Elektrochmie
  C. H. Hamann, W. Vielstich, Wiley VCH 2015 (Gutes Grundlagenbuch über Elektrochemie, auch auf Englisch erhältlich)
- Lehrbuch der Physikalischen Chemie
  D. Wedler (Gutes Lehrbuch mit Grundlagen über Elektrochemie)
- Electrochemical Systems
  J. Newman, K. E. Thomas Alyea , Wiley Interscience 2004 (Absolutes Standardwerk für Fans!)

[letzte Änderung 13.02.2024]
 
[Mon Dec 23 15:09:00 CET 2024, CKEY=fek, BKEY=fz2, CID=FT20, LANGUAGE=de, DATE=23.12.2024]