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Kritische und technische Aspekte der Elektromobilität

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Kritische und technische Aspekte der Elektromobilität
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021
Code: FTM-KTAE
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P242-0124
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2SU (2 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
3
Studiensemester: 1
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:


[noch nicht erfasst]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

FTM-KTAE (P242-0124) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021 , 1. Semester, Wahlpflichtfach
FTM-KTAE (P242-0124) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2023 , 1. Semester, Wahlpflichtfach
KIM-KTAE Kommunikationsinformatik, Master, ASPO 01.10.2017 , 1. Semester, Wahlpflichtfach, telekommunikationsspezifisch
PIM-KTAE Praktische Informatik, Master, ASPO 01.10.2017 , 1. Semester, Wahlpflichtfach, informatikspezifisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 30 Veranstaltungsstunden (= 22.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 3 Creditpoints 90 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 67.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Studienleitung
Dozent/innen: Studienleitung

[letzte Änderung 01.03.2023]
Lernziele:
Die Studierenden
·        Können die wirtschaftlichen, technischen und operativen Zusammenhänge des Gesamtfahrzeugentwicklungsprozesses erläutern,
·        sind in der Lage, die wichtigsten Bereiche des Fahrzeugentwicklungsprozesses zu beschreiben sowie die Auswirkungen der gesetzlichen und marketingrelevanten Anforderungen (USP, Positionierung etc) zu analysieren,
·        können die Methoden eines TCOs (Total Cost of Ownership) erläutern und anwenden,
·        verstehen die technischen und regulatorischen Unterschiede zwischen Fail Safe und Fail Operational an Hand von aktuellen und zukünftigen Anwendungen,
·        erhalten einen Einblick in neue Funkions-Netzwerke wie z.B Drive-by- wire und können diese erläutern und Anwendungen beschreiben
·        können die wichtigsten Prozess-, und Entwicklungsmethoden anwenden,
·        können die verschiedenen Antriebsarchitekturen in Hybrid- und reinen Elektrofahrzeugen beschreiben
 
Methodenkompetenzen (fachlich & methodisch)
Die Studierenden können
·        Zusammenhänge herstellen zwischen Problemen und möglichen Lösungsansätzen,
·        Abläufe, Einflussfaktoren und Abhängigkeiten unter Berücksichtigung verschiedener Betrachtungsweisen identifizieren,
·        verschiedene Strategien der Informationsbeschaffung, -filterung, Analyse und Auswertung anwenden,
·        Konzepte erstellen, Lösungswege in Bezug auf Machbarkeit analysieren und ihr Planungs- und Selbstmanagement weiter festigen,
·        verwendete ingenieurswissenschaftliche Werkzeuge beschreiben, Vorgehensweisen überzeugend argumentieren und erreichte Ziele überzeugend präsentieren.
Sozialkompetenzen
 
Die Studierenden sind in der Lage,
·        während der Seminare und Übungen, fachliche und soziale Stärken und Schwächen der Teammitglieder zu erkennen, und mit diesen zielorientiert arbeiten
·        Vorteile der Kritik- und Konfliktfähigkeit sowie Kommunikationsfähigkeit zu erkennen und in der Teamarbeit nutzen,
·        durch Zuhören und analytisches Filtern eine fundierte, begründete Argumentationskette aufzustellen,
·        im Rahmen von Planspielen Gespräche zu leiten und Präsentationen zu halten,
·        Selbstvertrauen zu festigen, Team- und Kommunikationsfähigkeit aufzubauen.
Selbstkompetenzen
 
Die Studierenden verstehen,
·        mit eigenen Wünschen, Stärken und Schwächen umzugehen, eigene Schwächen identifizieren, Stärken vertiefen und nutzen,
·        das eigene Denken, Fühlen und Handeln zu reflektieren und in Relation zu ihren Mitmenschen zu setzen,
·        die Unternehmensziele der verschiedenen Hersteller zu verstehen und die dafür notwendigen Ableitungen zu verstehen.
 


[letzte Änderung 02.03.2023]
Inhalt:
1.        Allgemeine Informationen zu Markttrends und deren technischer Anforderungen
 Nutzerverhalten
 Politische Einflussfaktoren
 Ökobilanz
2.        Allgemeine technische Grundlagen
 Hybrid
 Elektrofahrzeug
3.        Batterie und Laden
 Aufbau Batterien ( Anode, Kathode, Flüssig- und Feststoff-Elektrolyt)
 Begriffe und deren Bedeutung zu Batterien ( SOC, SOH usw.)
 Analyse und Trends in der Anoden und Kathodenchemie
 Ladetechnologieen (konduktiv, induktiv, automatisiertes Laden)
 Steckertypen für PKW und LKW ( Typ 2, CCS, MCS)
 Lebensdauer einer Batterie ( Leistung - C-Rate; Alter, Zyklenfestigkeit)
4.        Architektur von Elektrofahrzeugen
 Antriebssysteme ( seriell, parallel, split-level, P0 bis P5))
 Unterschiede der Elektromotoren ( Asynchron, Synchron, Axial Flux Maschine)
 Thermomanagement ( Wärmepumpe, Preconditioning, immersion Cooling)
 Hochvoltarchitekturen
5.        Fahrerassistenzsysteme
 Überblick über die Funktionsweisen und Vernetzungen
 Grenzen der Fahrerassistenzsysteme
Besonderheiten beim automatisierten Fahren (Redundanzen, Fail operational)
 Sicherheit ( ISO 26262)


[letzte Änderung 02.03.2023]
Sonstige Informationen:
Die Elektrifizierung des Automobils übernimmt im weltweiten Markt eine starke Position. Die Veränderungen vom Verbrenner zum reinen elektrischen Fahren führen zu einer Vielzahl an neuen Systemen und Architekturen im Fahrzeug.
 
Die Veranstaltung soll den Studenten sowohl die volkswirtschaftlichen Hintergründe und Abhängigkeiten erläutern. Ebenso sollen die technischen Veränderungen im Auto und LKW an Hand von Praxisbeispielen und Übungen vermittelt werden.
 
Insbesondere sollen die Zusammenhänge und das Verständnis der verschiedenen neuen und angepassten Fahrzeugsysteme näher erklärt werden. Vor dem Hintergrund der verschiedenen Markttrends soll den Studenten erläutert werden, warum es unterschiedliche Anforderungen für die verschiedenen Märkte (zB USA, Europa und China) gibt und wie diese aussehen können.
 
Sie sollen verstehen, welche funktionellen Anforderungen an die Systeme und deren Schnittstellen bestehen und wie die man sich der Lösungen annähern kann. Dazu sollen unter anderem folgende Fragestellungen geklärt werden:
•        Worin bestehen die Hauptunterschiede zwischen einem Fahrzeug mit Verbrenner und einem Hybrid- oder Elektroauto ?
•        Welche Auswirkungen haben diese auf die Funktionsentwicklung?
•        Wie arbeiten die elektronischen Systeme und Netzwerke im Elektroauto?
•        Welche Batterietypen gibt es und welche Vor-und Nachteile haben diese?
•        Welche Ladetechnologieen gibt es und welche Trends sind hierzu erkennbar?
•        Gibt es spezielle funktionelle Anforderungen an die Assistenzsysteme für Elektrofahrzeuge wie z.B. „automatisiertes Fahren“?
•        Wie funktioniert eine Brennstoffzelle und in welchen Fahrzeugen macht diese Sinn?
•        Wie ist die Ökobilanz der verschiedenen Länder bezüglich der Co2-Footprints der Fahrzeuge zu bewerten?
•        Welche ökologischen, legislatorischen und technischen Trends sind zu erwarten und was bedeuten diese auf die Umsetzung in die Praxis ?
•        Welche Bedeutung haben die aktuellen Gesetzgebungen ( z.B. CO2 Gesetz, Lieferkettengesetz; Life-cycle-engeneering usw.) auf die Entwicklung und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte bei einem Hersteller oder Zulieferer?


[letzte Änderung 02.03.2023]
Literatur:
„Bosch Kraftfahrtechnisches Taschenbuch”
Weitere aktuelle Literaturhinweise werden zu Beginn des Semesters bekannt gegeben


[letzte Änderung 02.03.2023]
 
[Fri Apr 26 00:00:48 CEST 2024, CKEY=fkutade, BKEY=ftm, CID=FTM-KTAE, LANGUAGE=de, DATE=26.04.2024]