Marcel Patzsch

Entwicklung einer Validierungseinheit für Batterie-Management-Systeme

In immer mehr Bereichen finden Batterien, im Verbund einzelner Zellen, Anwendung als Energiespeicher. Jede Zelle muss hierbei überwacht werden, um eine Unterspannung oder ein Überladen zu verhindern. Je nach Zellchemie drohen sonst erhebliche Sicherheitsrisiken. Zu diesem Zweck existieren Batterie-Management-Systeme (BMS), welche sicherstellen, dass die Zellen innerhalb ihrer Betriebsparameter arbeiten.

Ein wichtiger Teil der Entwwicklung von Batterie-Management-Systemen ist deren Validierung. So muss unter anderem geprüft werden, ob etwaige Sicherheitsfunktionen zuverlässig arbeiten und die Messgenauigkeiten eingehalten werden.

Im Rahmen dieser Arbeit soll daher ein Testsystem entwickelt werden, welches in der Lage ist, alle nötigen Betriebsfälle darzustellen. Für die Tests sollen die einzelnen Zellspannungen mittels isolierter DC/DC Wandler, in Kombination mit einer zu entwerfenden Schaltung, nachgestellt werden. Das System sollte auf eine Serienschaltung von bis zu 16 Zellen ausgelegt werden, um möglichst viele BMS untersuchen zu können. Zur Teststeuerung, z.B. über Matlab, soll die Validierungseinheit über eine isolierte Schnittstelle mit einem PC kommunizieren können.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

• Entwurf eines Konzeptes und Auswahl geeigneter Komponenten
• Entwicklung eines Schaltplans für die Zellnachbildung und Steuerung
• Erstellung eines Layouts mit der Software Altium Designer
• Realisierung eines entsprechenden µC-Programms
• Inbetriebnahme und Test der Schaltung
• Schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag