Elektrochemische Umwandlungs- und Speichersysteme für mobile Antriebe ECS

 

Die weltweite Energiekrise und der fortschreitende Klimawandel machen ein Umdenken bei der Energieumwandlung und Speicherung insbesondere im mobilen Sektor unausweichlich. Gerade die Themen Wasserstoff und Elektrifizierung des Energiemarktes spielen in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle und sind inzwischen Hauptbestandteil der politischen Diskussion. Das TME bietet daher ab dem kommenden Sommersemester 2023 die neue Vorlesung „Elektrochemische Umwandlungs- und Speichersysteme für mobile Antriebe“ (ECS) an.

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Das Fach beschäftigt sich vor allem mit der Nutzung von Polymer-Elektrolyt-Membran-(PEM-) Brennstoffzellen und Batterien in Fahrzeuganwendungen. Dabei wird zunächst das Brennstoffzellensystem behandelt, wobei der Fokus anfangs auf dem Brennstoffzellenstack mit den Einzelkomponenten der Membran-Elektroden-Einheit (protonenleitende Membran, Katalysator und Gasdiffusionsschicht) sowie der Bipolarplatte liegt. Anschließend werden die Subsysteme des Brennstoffzellensystems behandelt, die der Gasversorgung und Konditionierung der Reaktanden (Luft und Wasserstoff) sowie der Kühlung des Brennstoffzellenstacks und der Peripheriekomponenten dienen. Schließlich werden zum Bereich Brennstoffzelle noch die Themen Degradation und Steuerung des Systems behandelt.

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In einem Brennstoffzellenfahrzeug ist der Einsatz einer Pufferbatterie zwingend erforderlich. Es werden daher zunächst die Konzepte vorgestellt, wie eine solche Kombination aus Brennstoffzelle und Traktionsbatterie im Fahrzeug umgesetzt werden kann. Anschließend werden die Zellchemie und das Batteriepack-Design näher behandelt. Schließlich wird noch auf die Degradation sowie das Batterie Management System eingegangen.

 

 

Themengebiete

Die folgenden Themengebiete werden behandelt:

• Brennstoffzellenstack
• Brennstoffzellensubsysteme: Luft, Wasserstoff, Kühlmittel
• Brennstoffzellendegradation
• Steuerungseinheit für Brennstoffzellen
• Traktionsbatterien: Zellchemie
• Traktionsbatterien: Pack-Design
• Traktionsbatterien: Degradation
• Traktionsbatterien: Batteriemanagementsystem
• Fahrzeugapplikation

 

Lehr- und Lernportal

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Prüfung

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