Auslegung von Elektrofahrzeugen (Modul MW2076, Online)

Siehe TUMonline

Nach dem Besuch der Modulveranstaltung sind Studierende in der Lage anhand heute gültiger Kennwerte und Szenarien zu argumentieren, wieso die Elektromobilität in der Zukunft eine zunehmende Rolle spielen wird und die Umweltauswirkung unterschiedlichster Energieträger zu vergleichen und auszuwerten. Des Weiteren erlernen die Studierenden, wie Fahrzeugkonzepte aus Flottenversuchen abgeleitet werden können. Die Studierenden sind in der Lage Antriebs- und Packagekonzepte zu klassifizieren und diskutieren. Außerdem sind Sie im Stande Unterschiede auf Komponentenebene zwischen elektrifizierten- und konventionellen Fahrzeugen zu argumentieren.
Eigenschaften elektrischer Maschinen und deren leistungselektronischer Ansteuerungen können erklärt und berechnet werden. Die Studierenden sind fähig das Funktionsprinzip, die Eigenschaften und den Aufbau von Lithiumionen-Zellen zu beschreiben und anhand von Zellmodellen zu demonstrieren. Weiterhin können sie die Zusammenhänge innerhalb Fahrzeugbatteriepacks analysieren und berechnen, sowie die Funktionen der einzelnen Komponenten wie beispielsweise das Batteriemanagementsystem und die notwendigen Sicherheitssysteme diskutieren.
Sie besitzen die Möglichkeit Methoden zur Reichweitersteigerung zu vergleichen und zu berechnen, sowie die Auswirkungen des Fahrzeug-Thermomanagements auf die Reichweite abzuschätzen.
Die Studierenden können den Einfluss der Betriebsstrategie analysieren und bewerten, sowie die Netzrückwirkung unterschiedlicher Ladekonzepte beschreiben.

In der Vorlesung werden alle relevanten Aspekte der Elektromobilität sowie Konzepte, Komponenten und Fragestellungen zur Entwicklung von Elektrofahrzeugen behandelt:

*Einführung: Rolle von E-Mobilität in der Gesamtmobilität
*CO2-Bilanzen und Umweltauswirkungen
*Kundenverhalten und Normzyklen: Erfassung und Aufbereitung von Felddaten zur Bewertung des Nutzerverhaltens; Fahrzeugvergleiche basierend auf Normzyklen
*Fahrzeugpackage und Ableitung von Fahrzeugkonzepten
*Antriebskonzepte: Komponenten elektrischer Antriebskonzepte
*Einflüsse der Elektromobilität auf Fahrzeugkomponenten
*Thermomanagement im Elektrofahrzeug
*Antriebsmotoren: Wirkprinzip, Überblick, Verwendung
*Leistungselektronik: Technologien, Wirkprinzip und Wirkungsgrade
*Antriebsregelung
*Batterien: Arten von Batterien, Zellgrößen, Alterung, Modellbildung, SOC, SOH, Auslegung, Sicherheit, Kühlung
*Batteriemanagementsystem
*HV-Sicherheit: HV-Komponenten, Normen, Aufbau HV-Netz, EMV
*Auswirkungen Netz, Ladetechnologie: Lademöglichkeiten, AC-DC-Ladung, Batteriewechselkonzepte, Ladedauer/Wirkungsgrade

In der Vorlesung werden die Lehrinhalte mittels Vortrag und Präsentation vermittelt. Dabei werden mittels Tablet-PC komplexere Sachverhalte hergeleitet und illustriert. Während der Vorlesung werden explizit Vorlesungsfragen gestellt, die eine Transferleistung von den Studenten erwarten und bei denen die Studenten die Möglichkeit bekommen sich zu Wort zu melden und eine etwaige Lösung zu diskutieren.
Nach jeder Vorlesungseinheit werden entsprechende Lernfragen den Studenten übergeben, die die Thematik der Lerneinheit behandeln und als Vorbereitung für die Prüfung dienen.