Dynamische elektrochemische Impedanzspektroskopie zur Temperaturschätzung von Lithium-Ionen-Zellen während Schnellladevorgängen

Institut

Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik

Typ

Bachelorarbeit / Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / theoretisch /  

Beschreibung

Motivation:

Lithium-Ionen-Batterien (LIB) spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Energiespeicherung, insbesondere
in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen und tragbaren Elektronikgeräten. Eine genaue Überwachung der Temperatur
während des Betriebs ist von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit und Leistung dieser Batterien
zu gewährleisten. Die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine vielversprechende Methode, um die
Temperatur in Batterien zu ermitteln. Bisherige Forschungsarbeiten betrachten die LIB zumeist im Gleichgewichtszustand
oder unter geringer Belastung. Für den vorliegenden Anwendungsfall eines Schnellladevorgangs ist dies jedoch unzureichend.

 

Aufgabenstellung:

Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methodik entwickelt werden, die eine Schätzung der Batterietemperatur
mit Hilfe der dynamischen elektrochemischen Impedanzspektroskopie (DEIS)
während eines Schnellladevorgangs ermöglicht. Mit Hilfe einer Literaturrecherche soll der
Stand der Technik für die Anwendung von EIS zur Temperaturbestimmung von LIB aufgearbeitet
werden. Mit den Erkenntnissen aus der Literaturrecherche sollen geeignete Messparameter
identifiziert und zu einer Methodik zusammengefasst werden. Die Methodik soll im
nächsten Schritt auf einem RaspberryPi implementiert werden, um eine Online-Schätzung der
Temperatur zu ermöglichen. Hierfür wird ein entsprechendes Python-Framework zur Verfügung
gestellt. Die Methodik soll in einem geeigneten Versuchsaufbau abschließend validiert
werden. Eine Einordnung der Ergebnisse in Bezug auf die Anwendung wird erwartet.

Arbeitspakete:

• Aufbereiten des Stands der Technik zur Temperaturbestimmung mittels EIS
• Identifikation geeigneter Messparameter
• Ausarbeitung einer Methodik zur Temperaturbestimmung
• Implementierung auf einem RaspberryPi
• Validierung der Methodik in einer geeigneten Versuchsreihe
• Einordnung der Ergebnisse in den Kontext der aktuellen Forschung
• Umfassende schriftliche Dokumentation und kritische Reflexion der Ergebnisse

Voraussetzungen

Voraussetzungen:

• Engagierte, motivierte und eigenständige Arbeitsweise
• Freude an der Elektromobilität
• Vorkenntnisse zu Lithium-Ionen-Zellen von Vorteil
• Vorkenntnisse in Python 
• Interesse an experimenteller Laborarbeit

 

Was wird dir geboten?

• Beitrag zur Forschung auf dem Gebiet der nachhaltigen Elektromobilität
• Umfangreiche Betreuung mit wöchentlicher Absprache
• Bei sehr guten Arbeitsleistungen: Co-Autorenschaft in einem Paper 

Verwendete Technologien

Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS), Lithium-Ionen-Zellen, Lithium-Ionen-Batterien

Tags

FTM Urban, FTM Studienarbeit, FTM EV, FTM EV Powertrain, FTM Informatik

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

Raphael Urban, M. Sc.
Raum: MW 3511
Tel.: 089 289 10332
raphael.urbantum.de

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