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Masterarbeit (m/w/d) Modellierung von Thermal Runaway unter Missbrauchsbedingungen auf Zellebene

Ziel ist die Entwicklung und Implementierung eines physikalisch fundierten, multiphysikalischen Modells zur Abbildung der TR-Auslösung auf Zellebene, basierend auf:
mechanischer Verformung (z.B. Quetschung, Penetration), elektrischer Überlastung (z.B. Überladung, Kurzschluss) und thermischer Belastung.
Der Fokus liegt dabei auf der Kopplung von mechanischen, thermischen und elektrochemischen Prozessen, und der Simulation der TR-Auslösung und -Entwicklung bis zum kritischen Punkt, jedoch ohne Berücksichtigung äußerer Phänomene wie Venting, Flammenbildung oder Explosion.

Aufgaben

Rechercheaufgaben

:

• Literaturrecherche zu mechanischen, elektrischen und thermischen Missbrauchsszenarien
• Aufbau eines gekoppelten Modells (z.B. Mit COMSOL Multiphysics, Ansys, MATLAB oder OpenFOAM)
• Auswahl und Anwendung geeigneter Kurzschluss- und Wärmefreisetzungsmodelle
• Implementierung von TR-Auslösekriterien (z.B. Mohr-Coulomb, Johnson-Cook, Arrhenius-basierte Reaktionskinetik)
• Parametrierung auf Basis vorhandener Experimente (z.B. ARC, DSC, Penetrationstests)
• ggf. Vergleich einfacher (1D/2D) und komplexer (3D) Modellierungsansätze
• Validierung durch Literaturdaten oder begleitende Experimente (optional)

Anforderungen

Studiengänge

• Maschinenbau
• Fahrzeugtechnik
• Physik
• Elektrochemie
• Computational Science o.Ä.

Studienschwerpunkte

:

• Elektrochemische Energiespeicher
• numerische Simulation o.Ä.

Fachkenntnisse:

• Kenntnisse in Thermodynamik, Reaktionskinetik oder Elektrochemie

IT-Kenntnisse:

• Erste Erfahrungen mit FEM-/CFD-/Multiphysics-Software (z.B. COMSOL, Ansys, MATLAB, OpenFOAM)

Sprachkenntnisse:

• Deutsch
• Englisch

Soft Skills:

• Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise

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Fähigkeiten

Bildung

StudiengängeMaschinenbauFahrzeugtechnikPhysikElektrochemieComputational Science o.Ä.