Niels Stiefeling

Entwicklung und Aufbau einer elektronischen Batteriezellen-Nachbildung

Die Entwicklung von Batterie-Management-Systemen beinhaltet auch den Test dieser Systeme. Dazu kann das System an eine echte Batterie angeschlossen werden. Hier lassen sich aber möglicherwiese verschiedene Situationen nicht nachbilden oder sind nicht reproduzierbar. Hinzu kommen Gefahren durch die Zellen der Batterie, falls diese bei Tests außerhalb deren Spezifikation betrieben werden. Solche Batterie-Management-Systeme könnten zum Test auch an Netzteilen oder Lasten betrieben werden. Dadurch würden Tests repro­duzierbar, die Testmöglichkeiten werden aber durch die Eigenschaften der Geräte stark eingeschränkt.

In dieser Arbeit soll eine Batteriezellen-Nachbildung entwickelt werden, die sich an ihren Anschlüssen wie eine reale Batteriezelle verhält. Die Bauform soll außerdem der einer in Elektroautos üblichen Hochenergiezellen ähnlich sein. Über eine festzulegende Schnittstelle sollen verschiedene Parameter eingestellt und ausgelesen werden können. Damit kann die Zelle beliebige Zelltypen, Ladezustände und Ausfallszenarien simulieren. Die realen Eigenschaften einer Zelle müssen skaliert werden können, da die Nachbildung nicht die hohen Ströme wie eine reale Zelle liefern und aufnehmen können muss.

Die Kommunikationsschnittstelle soll die Möglichkeit bieten, dass von einem Computer mindestens 1000 dieser Dummys angesprochen und ausgelesen werden können.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

• Entwurf und Simulation (SPICE) möglicher Lösungen für den analogen Schaltungsteil
• Auswahl geeigneter Komponenten und Entwicklung eines Schaltplans
• Erstellung eines Layouts mit der Software Altium Designer
• Inbetriebnahme und Test der Schaltung
• Schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag