Kursplan för Litiumjonbatterisystem för fordon och stationära energilager

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnLithium-ion battery systems for vehicles and large-scale energy storage
  • KurskodEEN016
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPEPO
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 21121
  • Max antal deltagare48
  • Min. antal deltagare24
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0119 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp
  • 13 Jan 2022 em J
  • 12 Apr 2022 em J
  • 17 Aug 2022 fm J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kurs i fysik på kandidatnivå
Grundläggande kurs i kretsteori på kandidatnivå
Kandidatexamen

Syfte

Syftet med kursen är att ge studenterna en grundläggande förståelse för litiumjonbatterier. Vidare är syftet att ge studenterna en praktisk färdighet rörande experiment på battericell och med avseende på design och tillverkning av en egen knappcell. Slutligen är en viktig målsättning att ge studenterna en bakgrund i hur celler sätts ihop till ett helt batteri samt viktiga aspekter om dess styrning samt säkerhetsaspekter vid användande.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Beskriva de ingående delarna i ett litiumjonbatteri (LiB): material och funktionalitet
  • Beräkna energikapaciteten och verkningsgraden i ett LiB.
  • Använda nyckelekvationer för den fysikaliska modelleringen av ett LiB
  • Genomföra EIS (Electrochemical impedance spectroscopy) och kapacitetsbestämning av ett LiB
  • Skapa EECM-er (Equivalent electrical circuit models) av LiB-er, EIS svep, med varierande komplexiteter såsom ZARC, och E-R-RC*n länkar
  • Koppla en EECM av lägre komplexitet till battericellens fysikaliska egenskaper
  • Beskriva ett BMS (Battery Management System) och presentera dess funktionalitet
  • Presentera viktiga säkerhetsaspekterför ett LiB 
  • Bygga en knappcell (med tillgång till redskap)
  • Simulera med en batterimodell i COMSOL
  • Sätta upp ett åldringstest för ett LiB
  • Beskriva grundläggande åldringsfaktorer för ett LiB och genomföra enklare åldringsberäkningar
  • Beskriva hur ett batteri kan designas för att minska miljöpåverkan.
  • Beskriva hur batterier kan designas för olika användningsområden.
  • Genomföra termiska beräkningar på ett LiB, såväl på cell som pack-nivå
  • Genomföra energi och effektberäkningar på superkondensator samt beskriva dess uppbyggnad

Innehåll

Kursen innehåller tre huvudmoment
  1. Elektrokemisk bakgrund för batteriets funktionalitet
  2. Modellbygge av batteriets spännings-ström egenskaper (EECM)
  3. Sammansättning till batterisystem och viktiga aspekter vid batterianvändande
Ett projektarbete med praktiska och teoretiska inslag är en viktig del i kursen. Här använder kursdeltagarna COMSOL för att göra simuleringar på en battericell, beräkningar med teorikunskaper från föreläsningar, räkneövningar och litteratur samt resultat av experiment från en egenbyggd battericell.

Organisation

Kursen består av 18 föreläsningar (2x45min), 8 räkneövningar(2x45min), två praktiska laborationer (2x4h) samt två handledda datorövningar (2x4h). Till detta kommer att projektarbete på 40 timmar, som knyter samman laborationerna med övningar.

Litteratur

Kurskompendium "Battery cell modelling from an electrotechnical perspective", Evelina Wikner, Zeyang Geng, Torbjörn Thiringer

Kursbok: "Batteries for Electric vehicles - Materials and Electrochemistry", ISBN: 9781316090978, Berg, Helena.
 
Urval av forskningsrapporter

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen (100%). Godkända laborationer samt rapport. Betygsskala, U 3,4,5.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.