Batterietechnologie ist ein komplexes, interdisziplinäres Feld, das Elektrochemie, Materialwissenschaft, Thermodynamik, Informatik und Produktionstechnik vereint. Unser Buch bietet einen verständlichen Einstieg für Studierende sowie Berufs- und Quereinsteiger, erklärt grundlegende Prinzipien elektrochemischer Energiespeicher und zeigt deren Anwendung in Zelltechnologien und Batteriesystemen.
Worum geht es genau im Buch?
↩ weiterlesen…
- Beginnend mit einer kurzen Historie zur Entstehung der Lithium-Ionen-Zelle, wird im Folgenden ein Überblick über das aktuelle Marktumfeld und die typischen Einsatzzwecke in Fahrzeugen verschiedener Hersteller eingeleitet.
- Es folgt ein Teil zu den theoretischen Hintergründen der Zellchemie und -physik inkl. der im Alltag relevanten auftretenden Effekte sowie das mechanische Design, die für das spätere Systemdesign der Batterie ausschlaggebend sind.
- Nach einem Exkurs in die Messtechnik zur Ermittlung der notwendigen elektrischen Größen der Zellen, geht es weiter mit der Auslegung und dem Gesamtentwurf des Batteriepacks.
- Neben dem allgemeinen Package der Zellen, wird auch auf die notwendige Elektronik sowie Algorithmen zur Steuerung und Überwachung des Stromflusses eingegangen.
- Eine Übersicht über typischer Daten, von am Markt verfügbaren Zellen und Batteriepacks, runden das Buch ab und sollen ein Gefühl für typische Größenordnungen geben. Mit einem Ausblick in künftige Technologien wie Solid-State, Natrium und Lithium-Schwefel sowie deren aktuelle Probleme in der Systemintegration bilden den Abschluss.
- Über das gesamte Buch verteilte Beispiele aus dem Alltag des Ingenieurs sollen Herausforderungen anschaulich machen und die Relevanz hervorheben, die klassische Vorlesungsskripte nicht leisten können.
Was unterscheidet unser Buch von anderen über Batterien?
↩ weiterlesen…
Während die gängige Literatur für Lithium-Ionen-Zellen meist nur auf kleine Zellen für den Einsatz in Consumerelektronik eingeht, sollen hier die technischen Konzepte zur Entwicklung von Fahrzeugbatterien gezeigt werden. Die Zusammenhänge dieses chemisch, physikalisch, technischen Systems werden anhand einfacher Beispiele aus dem Alltag des Systemingenieurs beim Entwickeln von State-of-Art Batterien aufgezeigt. Ziel ist auch den Einstieg in dieses neue Berufsfeld zu erleichtern und Interesse dafür zu wecken. Beginnend mit einer kurzen Historie zur Entstehung der Lithium-Ionen-Zelle, wird im Folgenden ein Überblick über das aktuelle Marktumfeld und die typischen Einsatzzwecke in Fahrzeugen verschiedener Hersteller eingeleitet. Es folgt ein Teil zu den theoretischen Hintergründen der Zellchemie und -physik inkl. der im Alltag relevanten auftretenden Effekte sowie das mechanische Design, die für das spätere Systemdesign der Batterie ausschlaggebend sind. Nach einem Exkurs in die Messtechnik zur Ermittlung der notwendigen elektrischen Größen der Zellen, geht es weiter mit der Auslegung und dem Gesamtentwurf des Batteriepacks. Neben dem allgemeinen Package der Zellen, wird auch auf die notwendige Elektronik sowie Algorithmen zur Steuerung und Überwachung des Stromflusses eingegangen. Eine Übersicht über typischer Daten, von am Markt verfügbaren Zellen und Batteriepacks, runden das Buch ab und sollen ein Gefühl für typische Größenordnungen geben. Mit einem Ausblick in künftige Technologien wie Solid-State, Natrium und Lithium-Schwefel sowie deren aktuelle Probleme in der Systemintegration bilden den Abschluss. Über das gesamte Buch verteilte Beispiele aus dem Alltag des Ingenieurs sollen Herausforderungen anschaulich machen und die Relevanz hervorheben, die klassische Vorlesungsskripte nicht leisten können.
Was bieten wir als Unterstützung im Berufsalltag an?
↩ weiterlesen…
- Daumenregeln für die alltägliche Anwendung
- Einordung typischer Technologien
- Startwerte für die Auslegung eigener Batterien
- Codeschnippsel in Matlab
- Quellcode zu häufigen Diagrammen und Berechnungen
- Datenblätter und Zahlenwerte gängiger Zellen, Batterien und Fahrzeuge
Wer sind wir?
Dr. Tobias Placke
Autor
→Lebenslauf Tobias
Tobias studierte Chemie an der Universität Münster und legte sein Diplom 2010 in der Gruppe von Prof. Winter am Institut der Physikalischen Chemie ab. Seine Promotion zum Dr. rer. nat. schloss er Anfang 2014 am „Münster Electrochemical Energy Technology“ (MEET) Batterie-forschungszentrum, eine der weltweit führenden Einrichtungen für Batterieforschung, ab. Im Anschluss an die Promotion übernahm Herr Dr. Placke die Leitung des Bereichs „Materialien“ am MEET Batterieforschungszentrum und verantwortete zwischen 2015 und 2022 die Betreuung von Bachelor-, Master- und Promotionsstudierenden sowie die Leitung diverser nationaler und internationaler Projekte zur Entwicklung neuartiger Aktiv- und Inaktivmaterialien für Lithium-Ionen Batterien und alternativer Batterietechnologien. Im Rahmen seiner Forschungsarbeiten am MEET konnte er über 150 Artikel in Fachzeitschriften, 7 Patente und 2 Buchkapitel veröffentlichen. Herr Placke wechselte 2022 als Fertigungsverfahrensentwickler in die Vorentwicklung der Mercedes-Benz AG und beschäftigt ich aktuell mit der Entwicklung von Batteriezellchemien für die nächsten Generationen von Traktionsbatterien.
Dr. Karsten Propp
Autor
→Lebenslauf Karsten
Karsten begann seine Ausbildung als IT-Systemelektroniker 2001 bei der Deutschen Telekom AG in Neubrandenburg. Nach dem Fachabitur mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik, begann er im Jahr 2008 ein Studium der Fahrzeugtechnik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin. Nach seinem Bachelor- & Masterabschlüssen, 2011 & 2013, begann er eine Promotion an der Cranfield Universität in England, um an der Anwendbarkeit von neuartigen Lithium-Schwefel Batterien für Elektrofahrzeuge zu forschen. Er erhielt 2017 sein PhD-Abschluss und begann 2018 eine Anstellung als Ingenieur der Wettbewerbsanalyse für Fahrzeugbatterien in der Daimler AG. Anschließend wechselte er 2019 als Systemingenieur in die Batterie-Vorentwicklung. Das erste Projekt war die grundlegende Auslegung der 2025 erscheinenden Mercedes-Benz MMA Plattform. Ab 2024 ist er als Ingenieur für den Aufbau von Prototypenbatterien verantwortlich.
Dr. Marco Eller
Autor
→Lebenslauf Marco
Marco studierte bis 2014 am Karlsruher Institut für Technologie in Bachelor und Master der Fachrichtung Elektrotechnik und Informations-technik mit der Vertiefung Fahrzeugtechnik. Anschließend folgte in 2018 eine Promotion im Maschinenbau am Institut für Fahrzeugtechnik des KIT im Bereich der Kraftstoff-verbauchsoptimierung für Hybridfahrzeuge. Nach einem Jahr als Oberingenieur des Instituts mit einigen Journalartikeln, Papern und Tagungsbeiträgen wechselte er in die freie Wirtschaft und begann als Softwareentwickler für Batteriesimulationssoftware bei der Daimler AG. 2020 wechselte er ins Projektmanagement für Prototypen und übernahm die Verantwortung für die Batterien im Mercedes-Benz EQXX und dem Solid-State EQS. Seit 2024 ist Dr. Eller zusätzlich Lehrbeauftragter an der Hector School des KIT.