Veranstaltungsnummer: 01SE192
- Auswahl geeigneter Zellen für Batteriepacks
- Produktion und Packaging
- Testing und Simulation
Entdecken Sie die Zukunft der Lithium-Ionen-Batterietechnologie! Unser exklusives VDI-Seminar richtet sich an Ingenieure und Chemiker, die bereits Vorkenntnisse im Bereich Zellchemie mitbringen.
Beginnen Sie mit einer tiefgreifenden Einführung in die Grundlagen der Lithium-Ionen-Batterie und vertiefen Sie Ihr Verständnis durch die Erkundung der Produkt -und Produktionstechnologien. Hierbei werfen Sie einen Blick auf die unterschiedlichen Ebenen der Batterieproduktion – vom Materiallevel über das Zelllevel bis hin zum Packlevel. Sie erfahren nicht nur alles über aktuelle kommerzielle Ansätze, sondern auch über zukunftsweisende Technologien wie Feststoffbatterien, das 4680-Rundzellenformat und das innovative Cell-to-Chassis-Zellsystem.
Im praktischen Workshop erleben Sie die Produktion einer labormaßstäblichen 21700-Rundzelle hautnah und lernen die essenziellen Produktionsschritte wie Ableiterkontaktierung, Wickeln und Gehäusekontaktierung kennen.
Der zweite Tag widmet sich der Simulation und Modellierung von Lithium-Ionen-Zellen. Erfahren Sie alles über verschiedene Modellansätze und deren Parametrierung durch verschiedene Messverfahren. Von elektrischen über thermische bis hin zu mechanischen Aspekten – wir decken alle relevanten Themen ab. Nutzen Sie kleine Workshops, um Algorithmen zur Parametrierung der Modelle praktisch anzuwenden. Abgerundet wird das Seminar durch die Betrachtung praxisrelevanter Anwendungen, wie die Auswirkungen der Zelltopologie auf Batteriesysteme und modellbasierte Optimierung des Ladeverfahrens. Nutzen Sie die Chance und erweitern Sie Ihr Fachwissen in einer der zukunftsträchtigsten Technologien unserer Zeit.
Hinweis: Grundkenntnisse im Bereich Batterietechnologie werden vorausgesetzt. Bei Bedarf empfehlen wir das VDI-Grundlagenseminar „Batterien für mobile Anwendungen - von der Zelle zum Hochvoltsystem“.
Top-Themen
- Auswahl geeigneter Zellen für Batteriepacks
- Produktion und Packaging
- Testing und Simulation
- Verschaltungsarten und Kontaktierungsmethoden
- Modellierung, Zustandsbestimmung, Monitoring
- Zellcharakterisierung und Degradationsmodelle
- Neue Technologien: Feststoffbatterien, Rundzellen
Folgende Inhalte erwarten Sie in diesem Batterie-Seminar:
1. Tag 09:00 bis 16:30 Uhr
2. Tag 08:30 bis 16:30 Uhr
1. Tag: Produkt- & Produktionstechnologien Li-Ionen-Batterien
Kathrin Schad
Motivation Lithium-Ionen-Batterie
- Warum überhaupt Lithium? Welche Alternativen gibt es?
- Grundlagen Lithium-Ionen-Batterie
- Funktionsweise
- Aufbau
Produkttechnologie
- Materiallevel: Zellchemie: Material und Eigenschaften; Next-Generation Ansätze
- Zelllevel: Zellformate: Knopf- vs. Prismatische vs. Pouch- vs. Rundzellen; Next-Generation Ansätze
- Packlevel: Cell2Modul2Pack vs. Cell2Pack vs. Cell2Chassis; Next-Generation Ansätze
Produktionstechnologie (mit Workshop)
- Elektrodenfertigung (Mischen, Beschichten, Trocknen, Kalandrieren, Slitten Kontaktieren)
- Zellassemblierung (Wickel, Assemblieren, Elektrolytbefüllung)
- Zellfinishing (Aging, Formierung)
Testing vs. Simulation – Entweder oder, beides?
- Zelltesting allgemein
- Wieso, Weshalb, Warum – Welche Vorteile bringen Batteriemodelle?
- Struktur Gesamtmodell – Schnittstellen der Submodelle (elektrisch, thermisch, mechanisch, Alterung)↓
2. Tag: Modellierung & Parametrierung von Li-Ionen-Batterien
Dr. Alexander Fill
Elektrische Modellierung
- Elektrochemische Modelle vs. Elektrische Ersatzschaltbilder
- Aufbau elektrischer Ersatzschaltbilder
- Elektrische Charakterisierung (+ Matlab Workshop)
- OCV
- Halbzellpotentiale
- EIS & GITT
- Hysterese
Thermische Modellierung
- Wärmequellen, -senken und –pfade in der Batterie
- Thermische Charakterisierung (+ Matlab Workshop)
- Irreversible und reversible Wärme
- Wärmeleitfähigkeit und -kapazität
Mechanische Modellierung
- Mechanische Ersatzschaltbilder
- Mechanische Charakterisierung (+ Matlab Workshop)
- Dilatometer
- Spannungspulse
Degradationsmodelle
- Alterungsmechanismen
- Empirische vs. Physikalische Modelle
- Charakterisierung der Degradationseffekte (+ Matlab Workshop)
- Check-Up Routine
- High Precision Coulometry
- Ultraschall Messungen
Anwendungen
- Auswirkungen der Verschaltungsarten / Zellauswahl auf das Batteriesystem
- Optimierung des Ladeverfahrens (High-Power vs. High-Energy)
- Abschlussdiskussion und Ausblick auf kommende Entwicklungen
Seminarmethoden
In dieser Weiterbildung sind neben Experten-Vorträgen einige Praxis-Workshops integriert.
Bringen Sie idealerweise für die Teilnahme daran ein Notebook mit installierter Matlab-Software mit.
Zielgruppe
Das Seminar richtet sich an technische Fach- und Führungskräfte aus der Automobilindustrie, bei Batterieherstellern und Engineeringdienstleistern aus allen Bereichen der E-Mobilität, z.B. aus:
- Konstruktion & Entwicklung
- Produktmanagement
- Projektmanagement
- Produktionsplanung
- Test & Labor
- Technischer Einkauf & Vertrieb
Ihre Seminarleiter*innen, Experten in der Batterietechnologie:
Dr. Alexander Fill, Leiter Forschungsgruppe Batteriesysteme am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart
Kathrin Schad, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
Alexander Fill studierte Energietechnik an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg mit Masterabschluss im Jahr 2016. Anschließend promovierte er bei der
Mercedes-Benz AG und an der Universität Stuttgart im Bereich Batterietechnik und erhielt seine Doktorwürde 2021 mit Auszeichnung. Seit 2021 leitet er die Forschungsgruppe Batteriesysteme am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart. Seit 2024 ist Alexander Fill zudem beratend am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung tätig.
Kathrin Schad studierte Verfahrenstechnik mit den Schwerpunkten chemische Verfahrenstechnik und Energieverfahrenstechnik mit Masterabschluss an der Universität Stuttgart. Seit 2021 ist sie am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) als wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin in der Gruppe Batterietechnologien tätig. Als Teil des Zentrums für Digitalisierte Batteriezellenproduktion (ZDB) beschäftigt sich die Gruppe mit dem Aufbau und der Digitalisierung der gesamten Fertigungskette der Lithium-Ionen-Batteriezellenproduktion.
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