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SA/MA: Experimentelle Analyse des Messkanaleinflusses bei elektrischen Testungen von Lithium-Ionen-Batterien

14.01.2022, Diplomarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten

Im Rahmen dieser Studienarbeit soll der Messkanaleinfluss bei elektrischen Testungen von Lithium-Ionen-Batterien für die Elektrofahrzeuganwendung quantifiziert und minimiert werden.

Zur Parametrierung von Batteriemodellen, für Alterungsstudien sowie für elektrische Performance- und Qualitätsuntersuchungen von Traktionsbatterien werden hochgenaue elektrische Messungen an Lithium-Ionen-Zellen benötigt, welche mithilfe von Zyklisierern, EIS-Messgeräten und Klimakammern in Laborumgebungen durchgeführt werden. Bei Messungen einer großen Anzahl an Zellen werden hierbei viele Messkanäle gleichzeitig belegt. Vor allem bei Streuungsanalysen verschiedener Batterie-Charakteristika zeigen sich Messeinflüsse, welche von systematischen Messfehlern abzugrenzen sind. Letztere entstehen beispielsweise durch Messgeräte verschiedener Hersteller, unterschiedliche Messaufbauten und gegenseitige Beeinflussungen zwischen Zellen.

In dieser Studienarbeit sollen die vorhandenen Messsysteme in den Batterielaboren des Lehrstuhls hinsichtlich systematischer Messeinflüsse insbesondere zwischen den einzelnen Messkanälen untersucht werden. Hierzu werden sowohl Konstant- und Pulsstromverfahren sowie EIS-Messungen an realen Batteriezellen als auch Validierungen mithilfe sogenannter Dummy-Zellen eingesetzt. Ziel dieser Arbeit ist es, die vermeidbaren Messfehler aufzudecken, Vorgehensweisen zur Verhinderung Selbiger (z.B. Abschirmungen, Filterschaltungen, …) aufzuzeigen und Anpassungen an den Messaufbauten durchzuführen. Darüber hinaus wird eine Einordnung der Ergebnisse in den Kontext der Batterietestung in der Fahrzeuganwendung erwartet.

Folgende Arbeitspakete umfasst die zu vergebende Studienarbeit:
- Literatur- und Herstellerrecherche für Messsysteme im Batterielabor des Instituts
- Durchführung von Vergleichs- und Kalibrierungsmessungen an vorhandenen Messsystemen unter Einsatz von Dummy-Zellen
- Interpretation der Messdaten hinsichtlich systematischer Messeinflüsse
- Entwicklung eines Ablaufschemas zur Vermeidung gängiger Messfehler
- Durchführung von Anpassungen an den Messaufbauten (ggf. Einsatz von Filterschaltungen, Abschirmungen, ...)
- Einordnung der Ergebnisse in den Kontext der Batterietestung in der Fahrzeuganwendung
- Umfassende schriftliche Dokumentation und kritische Reflexion der Ergebnisse

Voraussetzungen:
- Eigeninitiative, Selbstständigkeit und Zuverlässigkeit
- Kenntnisse zu elektrischen Verschaltungen, Elektrotechnik-Grundlagen sowie zu Messfehleranalysen
- Hands-on Mentalität
- Vorwissen zu Lithium-Ionen-Zellen von Vorteil (bspw. Auslegung von Elektrofahrzeugen)
- Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise

Kontakt: manuel.ank@tum.de

More Information

https://www.fsmb.de/fsmb/service/basama-hiwi/entry/18177/