Mechatronik und Autonome Systeme

Modulhandbuch

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Elektromobilität

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Mathematik, Physik und Elektrotechnik

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen mit Abschluss des Moduls die unterschiedlichen Hybrid- und Elektrofahrzeugkonzepte sowie deren spezifischen Eigenschaften und die entsprechenden erforderlichen Komponenten. Die elektrischen Antriebskonzepte sowie die Energiespeicher bzw. Energiewandler bilden die Schwerpunkte. Die Studierenden können die physikalischen, chemischen und ingenieurtechnischen Grundlagen in Bezug auf den Aufbau und die Funktionsweise von elektrischen Antriebssystemen sowie elektrochemischen Energiewandlern und Energiespeichern anwenden.

Die Studierenden sind zudem in der Lage, unterschiedliche Betriebsarten und die Koordination der einzelnen Komponenten der Fahrzeuge und Antriebssysteme zu beschreiben sowie unterschiedliche Konzepte zu modellieren und zu bewerten.

Die Teilnehmer/innen haben Kenntnisse in Grundlagen und Anwendungen der Batterie- und Brennstoffzellentechnik. Sie verstehen das Prinzip der elektrochemischen Energieumwandlung und sind mit typischen Kennzahlen und charakteristischen Kennlinien vertraut. Sie kennen Aufbau und Funktionsweise von typischen Batterien (Alkali-Mangan-Zellen), Akkumulatoren (Blei-Säure-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien) und Brennstoffzellen (Polymermembran-Brennstoffzelle). Sie verstehen die Systemtechnik (Ladeverfahren, Sicherheit) und Anforderungen typischer Anwendungen (portable Geräte, Elektromobilität, Speicherung regenerativer Energien).

Sachkompetenz

Die Teilnehmenden lösen Problemstellungen der Elektromobilität im beruflichen Umfeld zielgerichtet. Durch die starke Einbindung in die Praxis verfügen sie über ein hohes Verständnis der Zusammenhänge. Sie sind in der Lage sich mit Fachvertretern und Laien über Informationen, Ideen, Problemen und Lösungen auszutauschen.

Sozial-ethische Kompetenz

Die Teilnehmenden sind auf eine komplexe, globalisierte Arbeitswelt vorbereitet. Sie finden sich schnell in neuen (Arbeits-)-Situationen zurecht und können auf zukünftige Entwicklungstrends reagieren und diese mitgestalten. Die Teilnehmenden haben gelernt, die eigenen Fähigkeiten selbständig auf die sich ständig verändernden Anforderungen anzupassen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Batterie- und Brennstoffzellentechnik: Klausurarbeit, 60 Min.

Elektromobilität: Klausurarbeit, 60 Min.

Die Modulnote setzt sich je zur Hälfte aus den Noten der o. g. Lehrveranstaltungen zusammen.

Leistungspunkte Noten

5 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Patrick König

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MKA - Hauptstudium, Schwerpunkt Fahrzeugmechatronik und Elektromobilität

Veranstaltungen

Elektromobilität

Art Vorlesung
Nr. EMI353
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Motivation für Elektromobilität sowie technische Herausforderungen
  • Hybride und elektrische Antriebskonzepte
  • Antriebskomponenten von Elektro- und Hybridfahrzeugen (Verbrennungsmotor, Getriebe, Energiespeicher, Elektromotor, Leistungselektronik)
  • Betriebsstrategien für Elektro- und Hybridfahrzeuge
  • Ladeverfahren und -infrastruktur
  • Sicherheitsmechanismen in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb
  • Ermittlung der Energieverbräuche und Betrachtung von Umweltaspekten
  • Aktuelle und zukünftige Trends der Elektromobilität

 

Literatur
  • Kampker, A., Vallée, D., Schnettler A., Elektromobilität - Grundlagen einer Zukunftstechnologie; SpringerVieweg, 2013
  • Reif, K., Noreikat, K., Borgeest, K., Kraftfahrzeuge - Hybridantriebe; SpringerVieweg 2012
  • Wallentowitz, H., Freialdenhoven, A., Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges Technologien, Märkte und Implikationen, 2. Auflage, Vieweg + Teubner-Verlag, 2011
  • Hofmann, P., Hybridfahrzeuge - Ein alternatives Antriebskonzept für die Zukunft, Springer-Verlag, 2010
  • Naunin, D., Bartz, W., Wippler, E., Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge Technik, Strukturen und Entwicklung, Expert-Verlag, 2006

Batterie- und Brennstoffzellentechnik

Art Vorlesung
Nr. M+V686
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen: Geschichte, Prinzip der elektrochemischen Energiewandlung, Aufbau elektrochemischer Zellen
  • Batterien: Kennzahlen und Kennlinien, Alkali-Mangan, Blei-Säure, Lithium-Ionen, Systemtechnik
  • Brennstoffzellen: Kennlinien, Wirkungsgrade, Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle
  • Anwendungen: portable Anwendungen, mobile Anwendungen und Elektromobilität, stationäre Anwendungen und regenerative Energiespeicher
Literatur
  • W. Bessler, Skript zur Vorlesung
  • P. Kurzweil, O. Dietlmeier, Elektrochemische Speicher. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015.
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