Lehrgang

Fachingenieur Elektromobilität VDI

Veranstaltungsnummer: L0009

Mit VDI-Zertifikat

  • 4 Pflichtmodule:
    → Gesamtsystem Elektroauto
    → Batterien & Brennstoffzellen
    → Leistungselektronik und Bordnetz
    → Elektrische Maschine und Systemintegration
  • 3 Wahlpflichtmodule
  • Zertifikatsprüfung

Kommende Termine:

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Teilnahmevoraussetzung

Die Teilnahmevoraussetzung für den Zertifikatslehrgang und die Prüfung ist ein ingenieurwissenschaftlicher (Fach-)Hochschulabschluss. Darüber hinaus sind mindestens 3 Jahre Berufserfahrung zum Zeitpunkt der Zertifikatsprüfung nachzuweisen. Die Teilnahmequalifikation wird bei Anmeldung durch den VDI geprüft. Weitere Voraussetzung für die Teilnahme an der Zertifikatsprüfung ist der Besuch von 4 Pflichtmodulen und 3 Wahlpflichtmodulen. Solltest du keinen ingenieurwissenschaftlichen (Fach-)Hochschulabschluss vorweisen können, sprich uns gerne an. Bei fehlender Qualifikation und Zulassung werden wir deine Buchung stornieren und du erhältst dein Geld zurück.

Fachingenieur Elektromobilität VDI

Wir machen dich zum profilübergreifenden Universaltalent der Elektromobilität.

Die Produktion möglichst emissionsarmer Autos stellt Automobilhersteller und deren Zulieferer vor große Herausforderungen: Zum einen fehlt es an gut ausgebildeten Fachkräften, zum anderen braucht es fundiertes Wissen über die unterschiedlichen Komponenten der E-Mobilität. Der Zertifikatslehrgang „Fachingenieur Elektromobilität VDI“ bietet dir sowohl einen umfassenden Überblick über das Thema als auch die Möglichkeit zum individuellen Vertiefen einzelner Themenaspekte.

Neben dem Gesamtsystem Elektrofahrzeug werden auch dessen Komponenten und ihre jeweilige Funktionsweise thematisiert. Schwerpunktthemen sind u.a.: Antriebsstrangstrukturen, Elektro- und Hybridfahrzeugkonzepte, Batterien und Brennstoffzellen, Leistungselektronik und Bordnetze sowie elektrische Maschinen. Zudem gibt dir der Zertifikatslehrgang einen interessanten Ausblick auf absehbare, künftige Innovationen. Die Besichtigung mehrere Labore macht die Thematik außerdem greifbarer und verständlicher.

Ihre Ansprechpartnerin

Julianna Niedenzu

Julianna Niedenzu

Sie haben noch Fragen?

Hier finden Sie unsere FAQs und unser Informationsblatt zu den Zertifikatslehrgängen.

Aufbau des Lehrgangs

Der Zertifikatslehrgang "Fachingenieur Elektromobilität VDI" wurde vom VDI gemeinsam mit Experten und Expertinnen aus der Branche als praxisorientierte Qualifizierung entwickelt. Er besteht aus 7 Modulen (4 Pflicht- und 3 Wahlpflichtmodulen) und vermittelt interdisziplinäres und aktuelles Wissen, welches du in der Praxis anwenden kannst. Die Wahlpflichtmodule kannst du individuell auf deine fachlichen, aber auch persönlichen Präferenzen abstimmen. Nach Abschluss aller 7 Module hast du die Möglichkeit, den vom VDI zertifizierten Titel "Fachingenieur Elektromobilität VDI" durch erfolgreiche Teilnahme an der Abschlussprüfung zu erwerben. Zusätzlich bieten wir dir einen optionalen Vorbereitungsworkshop an, welcher dich optimal auf die Zertifikatsprüfung vorbereitet. Hinweis: Alle nachfolgenden Module können situationsbedingt auch online stattfinden.

1. Pflichtmodul

Modul 1: Gesamtsystem Elektroauto

Verschaffe dir einen tiefen Einblick in grundlegende E-Mobilitätskonzepte. Das erste Pflichtmodul „Gesamtsystem Elektroauto“ thematisiert neben fundamentalen Elektromobilitätskonzepten die verschiedenen Antriebsstrangstrukturen und Hybridfahrzeuge. Es befasst sich zudem mit der Frage nach der Netzintegration. E-Mobilität steht unter dem Einfluss zahlreicher Kontexte, die ebenfalls auf dem Programm stehen.

Das Modul beinhaltet außerdem die Besichtigung des Labors für Energiesystemtechnik und Leistungsmechatronik der Ruhr-Universität Bochum. Die Vorführung diverser E-Fahrzeuge rundet die Weiterbildung ab.

1 Tag 09:00- 17:00 | 2 Tag 08:30-16:30

Einführung

  • Definition und Begriffe
  • Arten von Elektrofahrzeugen
  • Motivation
  • Einflussfaktoren für die Entwicklung der Elektromobilität
  • Historische Entwicklung

Grundlegende Elektromobilitätskonzepte

  • Technische Fragestellungen für eine breite Nutzung der Elektromobilität
  • Antriebsstrangstrukturen
  • Elektro- und Hybridfahrzeugkonzepte
  • Betriebsmodi

Netzintegration von Elektromobilität

  • Ladeinfrastruktur
    • Art der Ladung
    • Steckverbindungen
    • Ladepunkte (privat/öffentlich)
  • Technische Netzintegration
    • Relevante Vorschriften
    • Eignung von Aufstellungsorten für Ladeinfrastruktur

Beispielrechnung

  • Informationstechnische Netzintegration
    • Mehrbedarf durch Elektromobilität
    • Auswirkungen auf Netzbelastung
    • Elektromobilität im Smart Grid, Ausbaustufen der Netzintegration
    • Integration in den e-Energy Market
  • Modellregion
  • Smart grids

Antriebsstrang

  • Hauptkomponenten
    • Speichersysteme
    • Umrichter und Bus-Topologien
    • Elektrische Maschinen für Elektrofahrzeuge
    • Mechanischer Antriebstrang
    • Elektrisches Differentialgetriebe
  • Regelungsverfahren
  • Modellierung der Hauptkomponenten

Seminarleitung

Prof. Dr. -Ing. Constantinos Sourkounis hat 1994 zum Thema Windenergiekonverter mit maximaler Energieausbeute am leistungsschwachen Netz an der TU Clausthal promoviert. Im Anschluss übernahm er bis 1999 die Leitung der Forschungsgruppe AMOEVES (Autonome Modulare Energieversorgungssysteme). Zeitgleich habilitierte Prof. Sourkounis zum Thema drehzahlelastische Antriebssysteme unter stochastischen Belastungen und übernahm die Leitung der Forschungsgruppe Elektrische Antriebstechnik als Oberingenieur am Institut für Elektrische Energietechnik an der TU Clausthal. Seit 2003 hat er die Professur für Energiesystemtechnik und Leistungsmechatronik an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum.

2. Pflichtmodul

Modul 2: Batterien & Brennstoffzellen

Das Modul „Batterien und Brennstoffzellen“ geht detailliert auf die verschiedenen Batteriearten für E-Mobilität ein und zeigt deren jeweilige Vor- und Nachteile auf. Alternative Energiespeichersysteme stehen ebenso auf dem Programm wie der aktuelle Stand der Forschung. Eine abschließende Marktübersicht und die damit zusammenhängende Ressourcenverfügbarkeit runden das Thema inhaltlich ab.

Nutze zudem die Gelegenheit, an einer Laborführung am F&E-Zentrum Elektromobilität Bayern vom Fraunhofer ISC teilzunehmen. Praktische Übungen, Fallstudien und Videodemonstrationen sorgen für eine lebedinge Wissensvermittlung.

1 Tag 09:00- 17:00 | 2 Tag 08:30-16:30

Die Batterie im Automobil: Entwicklung der Elektromobilität

  • Elektromobilität als Treiber der Batterieforschung und -produktion

Physikalisch-Chemische Grundlagen von Batterien und Brennstoffzellen

  • Definitionen von batterierelevanten Kenngrößen

Übungsteil: Grundlegende mathematische Berechnungen

  • Elektrochemische Spannungsreihe
  • Elektrochemische Charakterisierungsmethoden

Gruppenübungen

  • Herleitung und Diskussion von Strom-Spannungscharakteristika

Grundlagen der wiederaufladbaren Batterien

  • Der Bleiakku und Nickel-basierte Batterien: Mit Edison von den Anfängen der Elektromobilität zum Toyota Prius
  • Entwicklung, Aufbau, Materialien von AGM, Blei-Gel- und Nickel-Metallhydrid-Akkus

Lithium-Ionen-Batterien: Mit dem Tesla in die Zukunft?

  • Lithium-Metall-Batterien als Vorläufer der Lithium-Ionen-Batterien
  • Materialien: Anoden und Kathodenmaterialien, Elektrolyte, Separatoren sowie nicht-aktive Materialien und ihre Eigenschaften

Video & Diskussion: Gefahrenpotentiale von Lithium-Ionen-Akkus

  • Technologie der Zellproduktion: Vom Material zur Zelle
  • Zelldesign und -formate: Hochenergie vs. Hochleistungszellen, Rund- vs. prismatische Zellen Alterung und Sicherheit

Fallstudie: Sicherheitsmaßnahmen bei der Batterie des Boeing-Dreamliners

  • Zukünftige Entwicklungen: Neue Lithiumbatterie-Konzepte wie Lithium-Schwefel und Festkörperbatterien

Brennstoffzellen: Saubere Energie für lange Reichweiten

  • Entwicklung, Aufbau, Material, Anwendungen
  • Überblick Brennstoffzellensysteme
  • Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzelle
  • Direkt-Methanol-Brennstoffzelle

Alternative Technologien

  • Natrium-basierte Batterien: Eine heiße Sache für den Smart ed
  • Supercaps: Leistung über alles
  • Zink-Luft-Batterien: Mechanisches Aufladen in Sekundenschnelle
  • Redox-Flow-Batterien: Nachtanken möglich

Batteriemarkt

  • Marktübersicht: Entwicklung des Batteriemarkts
  • Rohstoffverfügbarkeit
  • Recycling: Wertvolle Rohstoffe wiederverwerten

Laborführung am F&E-Zentrum Elektromobilität Bayern, Fraunhofer ISC

  • Materialforschung und -analytik für Blei und Lithium-Ionen-Akkus
  • Produktionsschritte vom Material bis zur Zelle für Lithium-Ionen-Akkus
  • Recycling & Second Life – Forschungsprojekte für eine nachhaltige Zukunft

Seminarleitung

Dr. Kai-Christian Möller hat im Jahr 1998 an der Universität Münster in Elektrochemie promoviert. Nach einem mehrjährigen Forschungsaufenthalt über Lithiumbatterien an der Technischen Universität Graz wechselte er 2006 zum Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, wo er das „Zentrum für Angewandte Elektrochemie“ etablierte. 2012 wurde er Stellvertretender Sprecher der Fraunhofer-Allianz Batterien und Leiter der Projektgruppe „Elektrochemische Speicher“ des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie, die 2015 mit der Gruppe am Fraunhofer ISC zusammengelegt wurde. Seit 2015 ist Kai-Christian Möller verantwortlich für institutsübergreifende Projekte in der Batterie- und Brennstoffzellenforschung in der Abteilung „Corporate Business Development“ der Fraunhofer-Zentrale in München.

3. Pflichtmodul

Modul 3: Leistungselektronik und Bordnetz

Für die Elektromobilität spielt die Leistungselektronik die Rolle einer echten Schlüsseltechnologie. Das Modul „Leistungselektronik und Bordnetz“ behandelt neben Bauelementen, Messmitteln und Grundstrukturen der Leistungselektronik die Schaltungstopologie und Funktionsweise von Traktionsstromrichtern. Die gängigen Steuerungs- und Regelungsverfahren stehen ebenso auf dem Programm wie elektromagnetische Verträglichkeit und eine detaillierte Topologie der Bordnetze.

Du erhältst außerdem die Gelegenheit, im Labor für Energiesysteme die Leistungsmechatronik der Ruhr-Universität Bochum selbst Messungen vorzunehmen.

1 Tag 09:00- 17:00 | 2 Tag 08:30-16:30

Bauelemente und ihre Eigenschaften

  • Passive Bauelemente (Spule, Kondensator, Widerstand)
    • Parasitäre Effekte und ihre Auswirkung 
  • Schaltende Bauelemente (Diode, IGBT, MOSFET)
    • Materialien leistungselektronischer Bauelemente (Si, SiC) 
  • Verlustarten, thermische Belastbarkeit
    • Schaltende Bauelemente, Kondensatoren

Messmittel im Umfeld von Leistungselektronik

  • Spannungsmessung, Strommessung
    • Widerstandsbasiert
  • Kompensationsstromwandler

Praxisteil

  • Messbeispiele im Unterrichtsraum

Grundstrukturen der Leistungselektronik

  • Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller

Berechnung der Stromschwankungsweite

  • Halbbrückenstromrichter, Vollbrückenstromrichter 
  • Modulaufbau, niederinduktiver Stromrichteraufbau
  • Anschaulich durch übersichtliche Muster
  • Grundprinzip der Ansteuerung von Leistungshalbleitern
    • Einfluss des Gatevorwiderstands
    • Schutzmethodik für Leistungshalbleiter

Praxisteil

  • Messungen im Labor

Schaltungstopologie und Funktionsweise von Traktionsstromrichtern

  • 2-Punkt Stromrichter, 3-Punkt Stromrichter 
  • Schaltfrequenz, Pulsfrequenz 
  • Beschreibungsmethodik für Spannungen, Flussverkettungen und Ströme
    • Raumzeiger
  • Auslegungs- und Designaspekte

Übungsteil

  • Grundlegende mathematische Berechnungen

Steuerungs- und Regelungsverfahren

  • Pulsweitenmodulation, Symmetrierung, Übermodulation 
  • Blocktaktung, synchrone Pulsmuster 
  • Unerwünschte Spannungssysteme und deren Auswirkung
    • Strategien gegen Lagerschädigung 
  • Modellbasierte Regelungsverfahren

Praxisteil

  • Messungen an einem Traktionsantrieb im Labor

Aspekte elektromagnetischer Verträglichkeit

  • Oberschwingungsaspekte, leitungsgebundene Störungen
  • Grundlegende Filtertopologien

Praxisteil

  • Messbeispiel im Unterrichtsraum

Topologien von Bordnetzen

  • Hochvoltbatterie, Niedervoltbatterie 
  • DC/DC-Wandler, Traktionsstromrichter
  • Ladeinfrastrukturanbindung

Seminarleitung

Prof. Dr.-Ing. Volker Staudt promovierte 1993 an der Ruhr-Universität Bochum, Fakultät Elektrotechnik zum Thema Zusammenhänge zwischen dem Sättigungsverhalten und den Ständer-Flussverkettungen von Drehfeldmaschine. Bis 1999 war Prof. Staudt Oberingenieur am Lehrstuhl für Erzeugung und Anwendung elektrischer Energie und nachfolgend am Lehrstuhl für elektrische Energietechnik und Leistungselektronik der Ruhr-Universität Bochum tätig, wo er habilitatierte. Seit 1999 ist Prof Staudt Oberrat an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik und seit 2009 Professor der Ruhr-Universität Bochum.

4. Pflichtmodul

Modul 4: Elektrische Maschine und Systemintegration

Welche elektrische Maschine passt zu meinem Produkt? In diesem Modul lernst du elektrische Maschinen und ihre Systemintegration in der Tiefe kennen. Die unterschiedlichen Antriebskonzepte für Elektro- und Hybridfahrzeuge stehen ebenso auf dem Programm wie die Grundlagen des Energiemanagements. Erfahre außerdem mehr über Fahrzyklen und –widerstände. Nach Besuch des Moduls kennst du die Vor- und Nachteile, den basalen Aufbau sowie die Funktionsweise der wichtigsten elektrischen Maschinen. So kannst du diese und ihren Nutzen für dein konkretes Produkt beurteilen.

1 Tag 08:30-16:30 | 2 Tag 08:30-16:30

Systemintegration

  • Elektrische Antriebskonzepte für Elektround Hybridfahrzeuge
  • Grundsätzliche Überlegungen des Energiemanagements
  • Fahrwiderstände und Fahrzyklen

Berechnungsbeispiel

  • Fahrwiderstände und notwendige elektrische Antrieb

Grundlagen von elektrischen Maschinen

  • Auslegungsparameter, Wechselrichteransteuerung, Funktionsweise, Aufbau
  • Asynchronmaschine ASM
  • Permanenterregte Synchronmaschine PSM (Schwerpunkt)
  • Geschaltete Reluktanzmaschine SRM
  • Grundlegende Formel für die elektromagnetische Berechnung
  • Steuerkennlinie der ASM und PSM (Grundlager der WR-Ansteuerung)
  • Besonderheiten bei der Ansteuerung der PSM inkl. Ausnützung des Reluktanzmoments
  • Vergleich der Muschelkurven von ASM, PSM und SRM
  • Verlustaufteilung und deren Berechnung, Maßnahmen zur Minimierung der Verluste

Mechanische, elektrische und thermische Auslegung von elektrischen Maschinen

  • Auslegungskriterien, maximale Drehzahlbelastung, Definition von Grenzwerten
  • Kühlkonzepte, Vergleich Luft- und Flüssigkeitskühlung
  • Temperaturklassen, Isolationssysteme
  • Normen (z.B. EN60349)
  • Mechanische Schwingungen und Auswuchten von Rotoren
  • Entwicklungstendenzen

Anwendungsbeispiel

  • Elektromagnetische und mechanische Grobauslegung einer elektrischen Maschine für ein Elektrofahrzeug (ASM oder PSM)

Technischer und wirtschaftlicher Vergleich der Maschinen

  • Vor- und Nachteile, Wirkungsgrad
  • Kostenstruktur (Permanentmagnete, Selten Erden Elemente)
  • Prüfung elektrischer Maschinen (EN60349)
  • Typen-, Stück- und Sonderprüfungen
  • Messanordnungen, indirekte und direkte Wirkungsgradmethode
  • Messtechnische Bestimmung der Verluste
  • Grenzwerte

Problemfelder bei der Auslegung

  • Parasitäre Erscheinungen durch WRAnsteuerung
  • Zusätzliche Verluste durch Wechselrichterspeisung
  • Drehmomentpulsationen und Schwingungen
  • Geräusche
  • Lagerströme bzw. deren Auswirkungen und Maßnahmen zur Minimierung
  • EMV, Fertigungstoleranzen

Anwendungsbeispiel

  • Diskussion der wechselrichterbedingten Zusatzverluste anhand ausgeführter Traktionsmaschinen

Seminarleitung

Univ. Prof. Dr. phil. Dr. techn. habil. Harald Neudorfer  war von 1982 bis 2001 im Bereich Elektrische Traktionsantriebe im Schienenverkehrsbereich in Konstruktion und Berechnung bei der damaligen Firma Adtranz tätig. Er promovierte zeitgleich an der TU Wien und an der Universität Klagenfurt. Von 2001 bis 2006 leitete er bei der Daimler AG in Stuttgart das Team E-Drive Powertrain, das für Elektro- und Hybridstraßenfahrzeuge diverse Antriebsmaschinen unterschiedlicher Motorentechnologien entwickelte und fertigte. Neben dieser Tätigkeit habilitierte er an der Universität Darmstadt auf dem Gebiet Elektrische Maschinen und Antriebe mit dem Thema „Weiterentwicklung von elektrischen Antriebssystemen für Elektro- und Hybridstraßenfahrzeuge“.
Derzeit ist er als technischer Leiter und Prokurist der Firma Traktionssysteme Austria GmbH (TSA) in Österreich tätig. Seit über zehn Jahren ist Prof. Dr. Dr. Harald Neudorfer an der Technischen Universität Wien und Technischen Universität Darmstadt mit mehreren Lehraufträgen beauftragt.

Entscheide dich für mindestens drei Seminare aus dem folgenden Wahlpflichtbereich. Die Auswahl triffst du bei der Konfiguration. Detailinformationen zu den jeweiligen Seminaren erhältst du per Klick auf den entsprechenden "Details ansehen"-Button.

Vorbereitungsworkshop (optional)

Im Rahmen des Vorbereitungsworkshops hast du die Gelegenheit, dein erlerntes Wissen aus den Pflichtmodulen für die Zertifikatsprüfung mit Unterstützung der Lehrgangsleitung und im Gespräch mit anderen Teilnehmenden zu vertiefen.

Lerne anhand von Beispielaufgaben die Fragentypen und die Anforderungen der Zertifikatsprüfung kennen. Darüber hinaus bietet dir der Vorbereitungsworkshop die Möglichkeit, letzte offene Fragen zu klären. Der Prüfungsvorbereitungskurs ist von 09:00 bis ca. 17:00 Uhr angesetzt und findet online statt.

Die Teilnahme am Workshop ist optional, wird jedoch empfohlen.

Zertifikatsprüfung

Der Zertifikatslehrgang zum „Fachingenieur Elektromobilität VDI“ schließt mit der Zertifikatsprüfung ab. Die Prüfung setzt sich aus einem schriftlichen Prüfungsteil in Form einer 2-stündigen Klausur und einem mündlichen Teil zusammen, in dem ein etwa 30-minütiges Fachgespräch geführt wird.

In der Prüfung muss jede*r Teilnehmende über den im Lehrplan festgelegten Wissensstand verfügen, welcher von der Lehrgangsleitung abgefragt wird. Prüfungsrelevant sind die 4 Pflichtmodule des Lehrgangs.

Die Prüfung findet im VDI Haus in Düsseldorf statt und ist i. d. R. von 08:30 bis ca. 16:00 Uhr angesetzt.

Nach Bestehen der Prüfung verleiht dir das VDI Wissensforum das Abschlusszertifikat, welches dich dazu berechtigt, den Titel „Fachingenieur Elektromobilität VDI“ zu führen.

Herausragende Absolventinnen und Absolventen erhalten zudem ein Referenzschreiben der Lehrgangsleitung, wenn sie bei der Abschlussprüfung 180 oder mehr von 200 möglichen Punkten erreichen.

Zielgruppe

Der Zertifikatslehrgang richtet sich an Ingenieurinnen und Ingenieure von Fahrzeugherstellern und deren Zulieferern sowie von Engineering Dienstleistern aus folgenden Bereichen:

  • Forschung
  • Entwicklung
  • Konstruktion
  • Projektierung
  • Produktionsplanung
  • Produktplanung
  • Einkauf
  • Vertrieb

Neben Neu- und Quereinsteiger*innen aus Energiewirtschaft und öffentlichem Sektor wendet sich der Zertifikatslehrgang auch an alle technischen Fach- und Führungskräfte, die sowohl Kenntnisse als auch ein aussagekräftiges Zertifikat im Bereich E-Mobilität erwerben möchten.

Lehrgangsleitung

Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis, Ruhr-Universität-Bochum

Deine Vorteile als Teilnehmer*in

  • Du erwirbst den vom VDI zertifizierten Titel „Fachingenieur Elektromobilität VDI“.
  • Du erwirbst in den 4 Pflichtmodulen fundiertes theoretisches Wissen und profitierst von den praxisorientierten Lehrinhalten.
  • Du wählst deinen individuellen Fokus in 3 spezialisierten Wahlpflichtmodulen, passend zum Aufgabenschwerpunkt in deinem Unternehmen.
  • Du profitierst von den Kontakten zu den anderen Teilnehmenden und Referierenden aus Forschung und Industrie und baust dein berufliches Netzwerk aus.
     

Deine Vorteile als Führungskraft sowie Personaler*in

  • Du erweiterst systematisch das Know-how von Spitzenkräften in deinem Unternehmen, indem du gezielt in die Qualifikation deiner Mitarbeitenden investierst.
  • Du präsentierst dich als attraktives Unternehmen für angehende Führungskräfte und bindest wichtige Mitarbeitende an dein Unternehmen.
  • Du sicherst dir Wettbewerbsvorteile durch Mitarbeitende mit anerkanntem Qualifizierungszertifikat „Fachingenieur Elektromobilität VDI“.