Entwicklung und Inbetriebnahme eines Batterieüberwachungssystems

Bachelorarbeit

Bearbeitungsstatus:
abgeschlossen
Bearbeiter:
Friedrich Schultheiß
Betreuer:

  • Wenger, Martin (FHG-IISB, Tel. 09131 - 761238, E-Mail: martin.wenger@iisb.fraunhofer.de)
  • Prof. Dr. rer. nat. Lothar Frey

Abschlussjahr:
2012

Beschreibung

Kurzzusammenfassung


In der heutigen Zeit gewinnt die Elektromobilität immer mehr an Bedeutung. Große elektrische Energiespeicher sollen dabei die bisherigen Kraftstofftanks für Verbrennungsmotoren ersetzen. Insbesondere aus Sicherheitsgründen muss der Betrieb dieser Energiespeicher jedoch zuverlässig durch ein Batterieüberwachungssystem überwacht werden.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Inbetriebnahme eines Batterieüberwachungssystems. Es wurde eine elektrische Schaltung entwickelt, die den sicheren und effizienten Betrieb von bis zu sechs in Reihe geschalteten Lithium-Ionen Batteriezellen gewährleistet, wie sie auch in der Elektromobilität eingesetzt werden.
Zunächst werden die elektrischen Eigenschaften von Lithium-Ionen Zellen erörtert. Es wird zudem eine Problematik geschildert, die im Falle einer Reihenschaltung solcher Zellen auftritt und den Einsatz einer sogenannten Zellsymmetrierung notwendig macht. Anschließend werden die grundlegenden Funktionen eines Batterieüberwachungssystems erläutert.
Im zweiten Teil der Ausarbeitung wird ein Batterieüberwachungssystem entwickelt und aufgebaut. Als Grundlage dient ein Funktionsdemonstrator von ON Semiconductors. Für dessen Implementierung wird eine Schaltung entworfen, die über einen Mikrocontroller mit dem Demonstrator kommuniziert. Weiterhin verfügt die Schaltung über eine passive Zellsymmetrierung und eine Temperaturmessschaltung. Über eine CAN Schnittstelle wird eine Kommunikation mit externen, digitalen Schaltungen ermöglicht.
Im letzten Teil wird ein aufgebauter Prototyp in Betrieb genommen und anhand von durchgeführten Messungen charakterisiert. Die hierfür notwendige Software wird in der Programmiersprache C entworfen.
Abschließend werden einige Verbesserungsvorschläge und Ergänzungen für zukünftige Projekte aufgeführt.



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Letzte Änderung: 08.09.2011 - 10:58 Uhr GMT +1
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