Details

Brennstoffzellen und elektrische Antriebe in Fahrzeugen

Beschreibung

Lehrinhalt:
Brennstoffzellen (Prof. Stein)
• Wasserstoff: Stoffdaten, Erzeugung und Speicherung,
• theoretische Grundlagen von Brennstoffzellen, Bauarten, Systeme und Komponenten,
• Dimensionierung von Brennstoffzellen, Abhängigkeiten zwischen Wirkungsgrad und Leistung,
• Messungen an echten Brennstoffzellensystemen,
• Reformierung von Kohlenwasserstoffen.
Elektrische Antriebe in Fahrzeugen (Felix Merz):
• Elektrische Antriebsarchitekturen BEV, HEV, PHEV
• Theoretische Grundlagen von elektrischen Motoren, HV-Speichern, Leistungselektronik,
• Kennfelder E-Motor, Verbrennungsmotor und deren Zusammenspiel in Hybridantrieben
• Dimensionierung von E-Motoren und Hochvoltspeichern
• Ansteuerung und Regelung elektrischer Antriebe
• studentische Referate in englischer Sprache zu aktuellen Themen der Elektromobilität.

Lernziele des Moduls:
Die Studierenden …
• kennen die Antriebsarchitekturen in rein elektrischen wie auch hybridisierten Fahrzeugen, deren Vor- und Nachteile und Einsatzgebiete.
• können Herausforderungen und Chancen beim Einsatz von elektrifizierten Antrieben in Fahrzeugen insbesondere im Vergleich zu Fahrzeugen mit konventionellen Verbrennungs-motoren einordnen und allgemeinverständlich erläutern.
• kennen die Komponenten von elektrischen Antriebssystemen wie Elektromotor, Hochvolt-speicher, Hybridgetriebe, Spannungswandler und können relevante Eigenschaften dimen-sionieren.
• kennen die grundlegende Funktionsweise von Elektromotoren, deren Wirkprinzipien in ASM, PSM, SSM und deren Auslegungsgrößen.
• kennen die verschiedenen Typen von Brennstoffzellen (KOH, PEM, PAFC, MCFC, SOFC)
• und deren Vor- und Nachteile und Einsatzgebiete.
• können Einsatzgebiete und Komponenten von Brennstoffzellen-Systemen beschreiben.
• können Kennlinien- und Wirkungsgrad-Messungen an Brennstoffzellen-Systemen durch-führen, die Ergebnisse nachvollziehbar dokumentieren und präsentieren.
• kennen die Märkte, die gesellschaftlichen Rahmenbedingungen und gesetzlichen Anforderungen für zukünftige Fahrzeuge, und deren Auswirkungen auf die Fahrzeuggestaltung.
• können Potentiale zur Reduktion von CO2/ Energieverbrauch in Fahrzeugen und deren Kosten-/Nutzenaufwand bewerten.
• können die wichtigsten Energiespeicher für Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben deren Ei-genschaften und Anforderungen im Hinblick auf die Anwendung beschreiben.
• können das Thema Elektrifizierung entlang der gesamten energetischen Wirkkette von Pri-märenergieerzeugung, Energiespeicherung bis zur kinetischen Energieumwandlung anhand der äußeren Einflussfaktoren bewerten und mit konkurrierenden Fahrzeugkonzepten vergleichen

Literatur, Medien, Informationsangebote:
• Vorlesungsskripte auf Moodle
• Eichlseder, H; Klell, M: Wasserstoff in der Fahrzeugtechnik- Erzeugung, Speicherung, Anwendung 3. Aufl./2012, Vieweg, Wiesbaden
• Heinzel, A.; Mahlendorf, F.; Roes, J.: Brennstoffzellen: Entwicklung Technologie, Anwendung; C.F.Müller, 3.Auflage, Berlin, 2006
• Kurzweil, P.: Brennstoffzellentechnik; Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2. Auflage, 2012
• Hofer, K.: E-Mobility, Elektromobilität: elektrische Fahrzeugantriebe, VDE-Verl., 2. Auflage, 2015
• Hofer, K.: Regelung elektrischer Antriebe: Innovation durch Intelligenz, VDE-Verl., 2. Auflage, 2017
• Babiel, G.: Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik, Wiesbaden: Springer Vieweg, 3. Auflage, 2015
• Schoblick, R.: Antriebe von Elektroautos in der Praxis: Motoren, Batterietechnik, Leistungstechnik, Franzis, 2013
• Bargende M: 18. Internationales Stuttgarter Symposium: Automobil- und Motorentechnik, Springer Vieweg, 1. Auflage 2018

Sprache Deutsch
Dozent Peter Stein / Felix Merz
Fakultät MA
Technisch / Wirtschaftlich Technisch
Studiengänge International Project Engineering (IPE)
Wirtschaftsingenieurwesen Vertiefungsrichtung Elektro- und Informationstechnik (MWI)
SWS 4
ECTS 6
Plätze -
Semester SS 2021