Integration der Batterietechnologie in Studienangebote der ... · Data Fusion & Telerobotics Embedded Systems fortiss Datenbank-systeme Energie-wandlungstechnik El. Antriebssysteme

Nationale Bildungskonferenz in Ulm28.6./29.6. 2011

Integration der Batterietechnologie in Studienangebote der TU-München

- Status und Perspektiven -

Andreas JossenLehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES)

Technische Universität München

[email protected], Tel.: 089-289-26967

mailto:[email protected]

Die wichtigsten Fakultäten im Bereich der Batteriespeicher

Electrochem. Energy Storage/Conversion atfundamentals

engineering R&D on batteries& fuel cells

→ in-situ diagnostics→ degradation mechs.

TechnicalElectrochemistry

H.A. Gasteiger(Chemistry)

Electrical Energy Storage Technology

A. Jossen(Electrical Engineering)

→ life-time models→ cell diagnostics

E19 / IAS Electrochemical

InterfacesU. Stimming, J. Kunze

(Physics)

→ interface analysis→ spatial probes

→ new materials→ structural properties

InorganicChemistry

T. Fässler, T. Nilges, & M. Tromp(Chemistry)

Machine Tools& Industr. Managemt.R. Gunther, M. Zäh,

& M. Heinz(Mechanical Engineering)

→ Li-ion batt. assembly→ process technologyAutomotive

EngineeringM. Lienkamp

(Mechanical Engineering)

→ electric vehicle design→ electric vehicle tests

Macromolec.ChemistryB. Rieger

(Chemistry)

→ new electrolytes→ silicon-anodes















(Physics)




(Physics)



InorganicChemistry



InorganicChemistry




→ Li-ion batt. assembly→ process technology







AutomotiveEngineeringM. Lienkamp




(Chemistry)



(Chemistry)


Vorlesungen werden zur Zeit hauptsächlich von der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik (EI) angeboiten:

Ältere Vorlesungen- Ringvorlesung „Energiespeichersysteme“ (EI)- Vorlesung „Elektrische Energiespeichersysteme“ (EI)- Vorlesung „Elektrische Straßenfahrzeuge“ (EI)- Brennstoffzellensysteme (Physik)

Seit WS 2010:- Vorlesung „Batteriespeichersysteme“ (Master EI)- Vorlesung „Stromversorgung mobiler Geräte“ (Bachelor EI)- Hauptseminar „Batteriespeichersysteme“- Modul Elektromobilität

Seit SS 2011:- Vorlesung „Batteriesystemtechnik“ (Master EI)- Vorlesung „PV Inselsysteme“ (Bachelor EI)

Vorlesungen und Seminare

Erweiterung des Vorlesungsangebotes innerhalb der EI und auch der Chemie :

Praktikum Batteriespeichersysteme (EI)

Vorlesungen zu speziellen Themen innerhalb der Chemie, der Physik und des Maschinenwesens.

Weiterer Ausbau des Angebotes an Bachelor- und Masterarbeiten

Weiterer Ausbau der Zusammenarbeit mit angegliederten Instituten, ZAE, FFE und Fraunhofer.

Weiterer Ausbau der Zusammenarbeit mit Industriepartnern zum Thema Energiespeicher und Batteriematerialien.

Perspektive Vorlesungen und Seminare

630.06.11

Maschinen-wesen

Elektro- und Informations-

technik

Informatik Physik

Chemie

TUM Wissenschafts-

ZentrumElektromobilität

Architektur

Wirtschafts-wissenschaft

RegelungstechnikVerbrennungs-kraftmaschinen

Produktentwicklung

Raumfahrttechnik

Energiesysteme

Fahrzeugtechnik Fluidmechanik

Umformtechnik und Gießereiwesen

Forschungsstelle Getriebe und Zahnräder

Informationstechnik im Maschinenwesen

Thermodynamik

Software & Systems-Engineering

Robotics & Embedded Systems

Data Fusion & Telerobotics

Embedded Systems fortiss

Datenbank-systeme

Energie-wandlungstechnik

El. Antriebssysteme & Leistungselektronik

Energiewirtschaft und Anwendungstechnik

Realzeit-Computer-systeme

Technische Elektrophysik

Integrierte Systeme

Steuerungs- und Regelungstechnik

Leitungsgebun-dene Übertra-gungstechnik

Mikrostrukturierte mechatron. Systeme

Daten-verarbeitung

Hochspannungs- und Anlagentechnik

Hochfrequenz-technik

Höchst-frequenztechnik

Kommunika-tionsnetze

Elektrische Energie-versorgungsnetze

Angewandte Energieforschung

Walter-Schottky-Institut

Physikalische Chemie

Technische ElektroChemie

Industrial Design

Entrepreneurial Finance

Marketing

Elektrische Energiespeicher

Anorganische Chemie

Wissenschaftszentrum für Elektromobilität an der

Projekt MUTE – Elektrofahrzeug zur IAA 2011

Projekte zum Thema Energiespeicher

Ein Projekt an dem ca. 200 Mitarbeiter und Studenten seit etwa einem Jahr interdisziplinär arbeiten.

Fahrzeugkonzept

Hauptspeicher

Lithium-Ionen-Akku 400 V, 8,7 kWh

Range Extender (Reservespeicher)

Zink-Luft-Batterie (mechanisch aufladbar)

Energiespeicherung

E-Fahrzeugentwicklung

PHEV Innotruck designed by Luigi Colani

Students hands on projecteCARus

Student racing car TUfasteb2011 as electric version

Small „low cost“ BEV

CREATE Singapur30.06.11

CREATE – Electromobility in MegacitiesForschung über E-Mobilität in Singapur

(insg. 85 Wissenschaftler in 9 Projekten)

Aufgaben Energiespeicher RP 1: Battery Materials 2 Post Doc, 10 Doktoranden, 1 PI - Neue Batteriematerialien für Li-Ionen Zellen

- Neue Batterietechnologien RP 2: Battery Technology 3 Post Doc, 6 Doktoranden, 1 PI - Modellierung der Zellsicherheit- Alterungsuntersuchungen (inkl. Post Mortem)- Zustandsbestimmung von Batterien

RP 6: Battery Engineering: 6 Doktoranden, 2 Post Doc, 1 PI - Entwicklung eines Batteriepacks

- Thermomanagement, Sicherheit …

CREATE Singapur30.06.11

CREATE – Electromobility in MegacitiesAusschreibung für Praktika in Singapurfür den Zeitraum 1.7. - 31.12.2011 in Zusammenarbeit mit TUM-Create

Acht Praktikumsplätze für jeweils 2 Monate wurden vergeben mit der Zielstellung:-Interdisziplinäre Themengebiete zu bearbeiten-Auslandserfahrung zu sammeln

Alle Kosten werden von TUM-Create getragen.

Material Cell Battery Application Integration

Betrachtung unterschiedlicher Anwendungen EV, PHEV, HEV, FCV Erneuerbare Energiesysteme Stationäre Systeme Portable Systeme

z.T. Kooperation zwischen den Lehrstühlen:

Wertschöpfungskette Speichersysteme

Betrachtete Speichertechnologien Lithium-Ionen LI-S und Metall-Luft Bleibatterien, Alkalische Systeme Redox-Flow Systeme Andere Technologien

Lehrstuhl TEC Lehrstuhl iwb Lehrstuhl EES Lehrstuhl FTM

Projektbeispiel Li-S Batterie









(Physics)



InorganicChemistry









(Chemistry)
















(Physics)




(Physics)



InorganicChemistry



InorganicChemistry




→ Li-ion batt. assembly→ process technology







AutomotiveEngineeringM. Lienkamp




(Chemistry)



(Chemistry)


Wacker Chemie AG:- nano-partikuläre Si Synthese- Anodenelektrodendesign- Anodenzyklenstabilität

ACNM – Anorganische Chemie:- LixSi Synthese- Li Intercalation in Si-P Phasen

PH-E19 – Physik-E19/IAS:- Si-Filme auf TiOxCy Nanotemplat- Li-Beladung von Si-Filmen

Wacker Chemie AG:- elektrochem./thermische Stabilität- Polysulfidlöslichkeit

MAKRO – Makromol. Chem. / Si-Institut:- Synthese Si-haltiger Elektrolyte

ACNM – Anorganische Chemie:- Synth. Li-ionenleitender Festelektrolyte- Vergleich mit kommerz. Materialen

Süd-Chemie AG (Unterauftrag):- kommerz. Li-ionenleitende Festelektrolyte

Volkswagen AG:- Entwicklung der S-Kathode

TEC – Techn. Elektrochemie:- S-Kathodendesign- Sperrschichtdesign- Degradationsmechanimsmen

EES – Elektrische Energiespeicherung:- Wärme-Bilanzen im Vergleich zu LiB- Zell-Leistungs/Alterungs Modellierung

Li+ -

leite

nder

Fes

tkör

per

Li2S

/S/C

Kat

hode

Volkswagen AG:- Zell-Spezifikation/Benchmarking- Lebensdaueruntersuchungen

Si-b

asie

rend

er E

lekt

roly

t

Si-K

ompo

sit A

node

- + hν

CCH – Materialstrukturanalytik:- Polysulfiddiffusion via in-situ XAS- Li2S, Li2Sy & S vs. Ladezustand







Wacker Chemie AG:- elektrochem./thermische Stabilität- Polysulfidlöslichkeit

MAKRO – Makromol. Chem. / Si-Institut:- Synthese Si-haltiger Elektrolyte

ACNM – Anorganische Chemie:- Synth. Li-ionenleitender Festelektrolyte- Vergleich mit kommerz. Materialen

Süd-Chemie AG (Unterauftrag):- kommerz. Li-ionenleitende Festelektrolyte

Volkswagen AG:- Entwicklung der S-Kathode

TEC – Techn. Elektrochemie:- S-Kathodendesign- Sperrschichtdesign- Degradationsmechanimsmen

EES – Elektrische Energiespeicherung:- Wärme-Bilanzen im Vergleich zu LiB- Zell-Leistungs/Alterungs Modellierung

Li+ -

leite

nder

Fes

tkör

per

Li2S

/S/C

Kat

hode

Volkswagen AG:- Zell-Spezifikation/Benchmarking- Lebensdaueruntersuchungen

Si-b

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roly

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Si-K

ompo

sit A

node

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