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
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
→ in-situ diagnostics→ degradation mechs.
TechnicalElectrochemistry
H.A. Gasteiger(Chemistry)
→ in-situ diagnostics→ degradation mechs.
TechnicalElectrochemistry
H.A. Gasteiger(Chemistry)
Electrical Energy Storage Technology
A. Jossen(Electrical Engineering)
→ life-time models→ cell diagnostics
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
E19 / IAS Electrochemical
InterfacesU. Stimming, J. Kunze
(Physics)
→ interface analysis→ spatial probes
→ new materials→ structural properties
InorganicChemistry
T. Fässler, T. Nilges, & M. Tromp(Chemistry)
→ 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 technology
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
AutomotiveEngineeringM. Lienkamp
(Mechanical Engineering)
→ electric vehicle design→ electric vehicle tests
Macromolec.ChemistryB. Rieger
(Chemistry)
→ new electrolytes→ silicon-anodes
Macromolec.ChemistryB. Rieger
(Chemistry)
→ new electrolytes→ silicon-anodes
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
→ 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
→ in-situ diagnostics→ degradation mechs.
TechnicalElectrochemistry
H.A. Gasteiger(Chemistry)
→ in-situ diagnostics→ degradation mechs.
TechnicalElectrochemistry
H.A. Gasteiger(Chemistry)
Electrical Energy Storage Technology
A. Jossen(Electrical Engineering)
→ life-time models→ cell diagnostics
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
E19 / IAS Electrochemical
InterfacesU. Stimming, J. Kunze
(Physics)
→ interface analysis→ spatial probes
→ new materials→ structural properties
InorganicChemistry
T. Fässler, T. Nilges, & M. Tromp(Chemistry)
→ 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 technology
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
AutomotiveEngineeringM. Lienkamp
(Mechanical Engineering)
→ electric vehicle design→ electric vehicle tests
Macromolec.ChemistryB. Rieger
(Chemistry)
→ new electrolytes→ silicon-anodes
Macromolec.ChemistryB. Rieger
(Chemistry)
→ new electrolytes→ silicon-anodes
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
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Si-K
ompo
sit A
node
- + hν
CCH – Materialstrukturanalytik:- Polysulfiddiffusion via in-situ XAS- Li2S, Li2Sy & S vs. Ladezustand
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:- 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+ -
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Li2S
/S/C
Kat
hode
Volkswagen AG:- Zell-Spezifikation/Benchmarking- Lebensdaueruntersuchungen
Si-b
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lekt
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Si-K
ompo
sit A
node
- + hν
CCH – Materialstrukturanalytik:- Polysulfiddiffusion via in-situ XAS- Li2S, Li2Sy & S vs. Ladezustand
CCH – Materialstrukturanalytik:- Polysulfiddiffusion via in-situ XAS- Li2S, Li2Sy & S vs. Ladezustand