Entwicklung einer hochgenauen Strommesseinheit für ein Battery-Management-System

Themenvorschlag für Bachelorarbeit / Themenvorschlag für Masterarbeit

Was Sie erwarten können
Elektrische Energiespeicher nehmen eine Schlüsselrolle im Ausbau erneuerbarer Energien ein. Hausspeicheranlagen für private PV Anlagen, aber auch großtechnische Speicher sind unverzichtbar für Umbau unseres Energieversorgungsnetzes. Auch im Bereich der Elektromobilität kommen Batteriespeicher-Systeme zum Einsatz. Das Fraunhofer ISE ist in der Hard- und Softwareentwicklung geeigneter Systemlösungen tätig. Battery-Management-Systeme (BMS) erfüllen eine Vielzahl von Messaufgaben. Die genaue Kenntniss des momentan-Stromes ist Grundvoraussetzung für die genaue Ladungszustandsbestimmung. Diese ist wiederum essentiell für die Alterungsbestimmung (Kapazitätsschwund). Es handelt sich also um ein wichtiges Element auf der unteren Hardware-Ebene. Es existieren bereits genaue Stromsensoren am Markt. Die sind jedoch mehrere hundert Euro teuer. Zudem benötigt man für jeden Batterie-Strang im System einen separaten Sensor, was beispielsweise in einem typischen Heimspeichersystem Kosten von ca. 1000€ allein für die Strommessungsfunktionalität bedeuten würde. Das ist inakzeptabel. Die ausgeschriebene Arbeit umfasst den Ingenieurstechnischen Entwicklungsprozess zur Erstellung einer Leitplatte sowie die Softwareentwicklung der Ansteuerung. Analytisch - wissenschaftliches Vorgehen ist sowohl bei der Konzeptuierung des Strommessers als auch bei der Auswertung / Messung der Leistungsfähigkeit gefragt. Die Aussagen sind vor dem Hintergrund des Einsatzweckes der Ladezustandsbestimmung zu treffen. Unser Team blickt auf eine langjährige Erfahrung im Bereich der Batteriesystementwicklung zurück. Zur Erfüllung der Arbeitsaufgaben kann sowohl auf bestehende Teilsysteme als auch auf professionelle Testgeräte zurückgegriffen werden.

Ihre Aufgaben sind:

• Ergänzen der bisher durchgeführten Markstudie zu Strommessungs-ICs (meist Verstärker + ADC) aber auch alternativen Messprinzipien (Hall-Effekt-Sensor)
• Begründete Auswahl eines Messprinzips mit Komponentenauswahl
• Erstellung eines Schaltplanes und anschließende Ableitung eines Board-Layout zur Strommessung
• Programmierung der Messsteuerung (µC basiert, C/C++) plus Kommunikation des Messboardes mit der übergeordneten Hardware
• Test des Boards hinsichtlich: Genauigkeit (Offset, Rauschen, relativer Fehler, Temperaturabhängigkeit), Stromverbrauch, etc.
• Die letzten beiden Punkte können auch optional gesehen werden, je nach Art der Arbeit (Master, Bachelor) und Problemdichte.

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Branche

Elektrotechnik

Zusatzinformationen