Batterieproduktionstechnik für die Elektromobilität

Lehrmodul mit 6 Leistungspunkten nach ECTS.

Das Modul richtet sich an Studierende des Maschinenbaus (Bachelor und Master), des Wirtschaftsingenieurwesens (Bachelor und Master), der Fahrzeugtechnik (Bachelor und Master), der Elektrotechnik (Bachelor und Master), der Informationstechnik im Maschinenwesen, der Produktionstechnik und sonstiger technischer Studiengänge.

(VL .. Vorlesung, UE .. Übung, IV .. integrierte Veranstaltung, LP .. Leistungspunkte, SWS .. Semestrwochenstunden, P .. Pflicht, W .. Wahl, WP .. Wahlpflicht)

Die Studierenden besitzen detailliertes Wissen über Materialien, Prozess- und Produktionstechnologien entlang der Batterieproduktionsprozesskette für Elektrofahrzeuge. Sie sind mit zentralen Herausforderungen der Batterieproduktionstechnik vertraut. Die Studierenden können ausgehend von Produktmerkmalen Anforderungen an einen zuverlässigen, sicheren und wirtschaftlichen Produktionsprozess von Batteriezellen formulieren. Sie sind in Folge der Auseinandersetzung mit aktueller wissenschaftlicher Literatur im Rahmen der Übung in der Lage, komplexe Zusammenhänge nachzuvollziehen und kritisch zu beurteilen. Aufarbeitung und Diskussion produktionstechnischer Sachzusammenhänge haben die Fähigkeit der inhaltlichen Aufbereitung und der mündlichen Präsentation geschult. Berufsbilder von Ingenieuren im Themenfeld Batterie in Industrie und Wissenschaft sind bekannt.

In der Veranstaltung werden ausgehend von Anwendungsbereichen moderner Batterien die grundlegende Funktionsweise, der prinzipielle Aufbau und ihre Produktionsprozesse detailliert betrachtet und diskutiert. Themen der Batterieproduktionstechnik insbesondere für Elektrofahrzeuge werden mit dem Schwerpunkt produktions- und verfahrenstechnische Grundlagen in der Elektroden- und Zellfertigung vermittelt. Im Fokus stehen unterschiedliche Verbundbauweisen und Verbundherstellungsverfahren, die mit ihren elektrochemischen und produktionstechnischen Eigenschaften gegenübergestellt und diskutiert werden. Der Einfluss produktionstechnischer Parameter auf die elektrochemischen Leistungsdaten einer Batterie wird vertieft. Verfahren der Batteriesystemfertigung werden vorgestellt, wie etwa der Montagevorgang einzelner Batteriezellen zu verschalteten Batteriepacks. Die Veranstaltung mündet in der Charakterisierung von Schlüsseltechniken und Qualitätssicherungsverfahren, die im Bereich der Produktion von Batteriezellen Anwendung finden. Es wird ein Ausblick auf zukünftige Batteriegenerationen und Herausforderungen für die Produktionstechnik gegeben.

Die Vorlesung dient der Vermittlung theoretischer Zusammenhänge und Grundlagen. In der projektorientierten Übung werden einzelne Aspekte der Vorlesung inhaltlich vertieft. Die Auseinandersetzung mit aktuellen Forschungsarbeiten fördert das Verständnis der Veranstaltungsinhalte.

Der notwendige Leistungsumfang von 6 LP für das Modul Batterieproduktion für die Elektromobilität muss durch die Pflichtveranstaltung VL und UE erbracht werden.

Präsenz: 60 h
Vor-/Nachbereitung: 120 h

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

Für die Vorlesung ist eine Anmeldung über ISIS erforderlich, der Link ist unter https://isis.tu-berlin.de/course/view.php?id=16958 zu finden. Für das Modul ist eine Anmeldung über QISPOS erforderlich. Für die projektorientierte Übung werden die Anmeldeformalitäten in der ersten Vorlesung bekanntgegeben.

Das Modul wird auf folgenden Modullisten verwendet:

• Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (Master of Science)
• Fahrzeugtechnik (Master of Science)
• Maschinenbau (Master of Science)
• Patentingenieurwesen (Master of Science)
• Produktionstechnik (Master of Science)
• Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
• Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)

Link zum Modul auf Moses - Die Modulverwaltung der TU Berlin

Ein Skript ist in elektronischer Form vorhanden und wird auf ISIS zur Verfügung gestellt.

Lithium-ion batteries: basics and applications; Korthauer, Reiner; Wuest, Michael; Berlin: Springer 2018; ISBN: 3-662-53069-4

Current Status and challenges for automotive battery production technologies; Kwade, Arno et al.; 2018, Nature Energy Vol.3, S. 290-300