Battery Management System: Unterschied zwischen den Versionen

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen
← Zum vorherigen Versionsunterschied
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Amit.chakma@stud.hshl.de (Diskussion | Beiträge)
wiki-autoren
16 Bearbeitungen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(20 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
[[Datei:BMS.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 1: Aufbau eines Batterie Management Systems für ein Autonomes Fahrzeug im Maßstab 1:10]]
[[Datei:BMS.jpg|thumb|rigth|300px|Abb. 1: Aufbau eines Batterie Management Systems für ein Autonomes Fahrzeug im Maßstab 1:10]]
'''Autor:''' ''offen''<br>
'''Autor:''' Amit Chakma<br>
'''Art:''' TBD (PS, PA, BA, MA)<br>
'''Art:''' Praxissemester<br>
'''Starttermin:''' TBD<br>
'''Starttermin:''' TBD<br>
'''Abgabetermin:''' TBD<br>
'''Abgabetermin:''' TBD<br>
'''Betreuer:''' [[Benutzer:Marc_Ebmeyer| Ebmeyer]], [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]]<br/>
'''Betreuer:''' [[Benutzer:Marc_Ebmeyer| Marc Ebmeyer]]<br/>
'''Prüfer:''' [[Benutzer:Ulrich_Schneider| Prof. Schneider]]


== Einführung ==
== Einführung ==
Für ein Labor werden drei Autonome Fahrzeuge im Maßstab 1:10 aufgebaut. Die Energieversorgung für Motor und PC erfolgt über Lithium Polymer Akkumulatoren. Für das Laden und Überwachen der empfindlichen Akkus soll im Rahmen dieser Arbeit basierend auf bestehenden Konzepten ein Batterie Management Systems (BMS) entwickelt, aufgebaut und getestet werden.
Für ein Labor werden drei Autonome Fahrzeuge im Maßstab 1:10 aufgebaut. Die Energieversorgung für Motor und PC erfolgt über Lithium Polymer Akkumulatoren. Für das Laden und Überwachen der empfindlichen Akkus soll im Rahmen dieser Arbeit basierend auf bestehenden Konzepten ein Batterie Management Systems (BMS) entwickelt, aufgebaut und getestet werden.
{| role="presentation" class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
| <strong>Anforderungen an das Battery Managmet System für die Wagen 1, 2 & 3&thinsp;</strong>
|-
|
{| class="wikitable"
|+ style="text-align:left;"| Tabelle 1: Anforderungen an das Battery Managmet System für die Wagen 1, 2 & 3
|-
! Req. !! Beschreibung !! Priorität
|-
| 01 || Das System muss 2 Akkumulatoren überwachen eins für den PC und eins für den Antrieb.|| 1
|-
| 02 || Die Batterie-Chemie muss einstellbar sein (LiPo, Li-Ionen, LiFePo). || 1
|-
| 03 || Jede Einzelzellspannung der beiden Akkumulatoren muss überwacht werden.|| 1
|-
| 04 || Wenn die Spannung einer Zelle eines Akkupacks niedrig ist, muss ein akustischer Alarm ertönen, bevor der Akku beschädigt wird, dieser Wert muss einstellbar sein.|| 1
|-
| 05 || Wenn die Spannung einer Zelle des PC-Akkus zu niedrig ist, ertönt erst ein Warnton, und dann wird der PC durch einen Pin auf dem Mainboard heruntergefahren || 1
|-
| 06 || Wenn möglich wird ein Autosafe integriert, welches eine kontrollierte automatische Speicherung der Matlab/Simulink-, dSPACE ControlDesk - Daten ermöglicht.  || 2
|-
| 07 ||  Wenn die Zellen-Spannung des PC-Akkus 3,1V (einstellbarer Spannungspegel) erreicht wird der PC hart abgeschaltet, der PC wird erst wieder eingeschaltet, wenn die Akkuspannung die Ladeschlussspannung erreicht einstellbarer Spannungspegel. || 1
|-
| 08 ||  Wenn die Spannung einer Zelle des Antriebes-Akkus zu niedrig ist ertönt erst ein Warnton. || 1
|-
| 09 ||  Wenn die Zellen-Spannung des Antriebs-Akkus 3,1V (einstellbarer Spannungspegel) erreicht wird der Antrieb hart abgeschaltet, der Antrieb wird erst wieder eingeschaltet, wenn die Akkuspannung die Ladeschlussspannung erreicht einstellbarer Spannungspegel.  || 1
|-
| 10 || Der PC wird auf dem Labortisch über ein Netzteil versorgt, sobald man diesen Abzieht, funktioniert die Stromversorgung über das PC-Akkupack || 1
|-
| 11 || Das PC Akkupack lässt sich über einen Ein\Aus-Schalter zusätzlich abschalten. || 1
|-
| 12 || Wenn die Temperatur eines der Akkumulatoren über einen einzustellenden Wert steigt muss ein Warnton ertönen. || 1
|-
| 13 || Wenn die Temperatur eines der Akkumulatoren weiter steigt muss der Akku abgeschaltet werden. || 1
|-
| 14 || Ausgabe der gemessenen Werte Spannung und Temperatur auf einem I²C-OLED Display || 3
|-
| 15 || Die Auswertung der Messwerte übernimmt ein Atmel Mikrocontroller || 1
|-
| 16 || Die gebaute Schaltung muss sich in die vorhandenen Wagen integrieren lassen || 1
|}
|-
|}


== Aufgabenstellung ==
== Aufgabenstellung ==
# Literaturrecherche der Theorie
# Literaturrecherche der Theorie (Dattenblätter lineartechnol
# Weiterentwicklung des [[Powerpanel-Platine|bestehenden Aufbaus]] und Ergänzung um eine Battery Managment System (BMS) mit folgenden Punkten:
# Weiterentwicklung des [[Powerpanel-Platine|bestehenden Aufbaus]] und Ergänzung um eine Battery Managment System (BMS) mit folgenden Punkten:
## Einzelzellenüberwachung dreier Lithium Polymer Akkumulatoren mit je 2s, mit unterschiedlichem Potential  
## Einzelzellenüberwachung dreier Lithium Polymer Akkumulatoren mit je 2s, mit unterschiedlichem Potential  
Zeile 44: Zeile 88:
*[[Powerpanel-Platine| Powerpanel-Platine]]
*[[Powerpanel-Platine| Powerpanel-Platine]]


 
==Literatur==
*[https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/680324fa.pdf LTC6803 Multicell Battery Stack Monitor]
*[https://www.analog.com/en/index.html analog Devices]
*[https://www.st.com/content/st_com/en.html STM ]
*[https://www.microchip.com/ Microchip]
*[https://www.ti.com/de-de/homepage.html Texas Instruments]
*[https://www.infineon.com/de infineon]
*[https://www.nexperia.com/ NEXPERIA]
*[https://www.rohm.com/products/power-management/battery-management/battery-charge-management-ics#parametricSearch ROHM]
*[https://www.nordicsemi.com/Products/Power-Management-ICs Nordic Semicoductor]
*[https://www.rocelec.de/produkte/analog-and-mixed-signal    Renesas Electronics]
*[https://www.nxp.com nxp]
----
----
→ zurück zum Hauptartikel: [[Offene_Themen_von_Prof._Schneider| Studentische Arbeiten]]
→ zurück zum Hauptartikel: [[Offene_Themen_von_Prof._Schneider| Studentische Arbeiten]]

Aktuelle Version vom 21. Oktober 2025, 10:28 Uhr

Abb. 1: Aufbau eines Batterie Management Systems für ein Autonomes Fahrzeug im Maßstab 1:10

Autor: Amit Chakma
Art: Praxissemester
Starttermin: TBD
Abgabetermin: TBD
Betreuer: Marc Ebmeyer
Prüfer: Prof. Schneider

Einführung

Für ein Labor werden drei Autonome Fahrzeuge im Maßstab 1:10 aufgebaut. Die Energieversorgung für Motor und PC erfolgt über Lithium Polymer Akkumulatoren. Für das Laden und Überwachen der empfindlichen Akkus soll im Rahmen dieser Arbeit basierend auf bestehenden Konzepten ein Batterie Management Systems (BMS) entwickelt, aufgebaut und getestet werden.

Aufgabenstellung

  1. Literaturrecherche der Theorie (Dattenblätter lineartechnol
  2. Weiterentwicklung des bestehenden Aufbaus und Ergänzung um eine Battery Managment System (BMS) mit folgenden Punkten:
    1. Einzelzellenüberwachung dreier Lithium Polymer Akkumulatoren mit je 2s, mit unterschiedlichem Potential
    2. Akustische und optische Unterspannungswarnung der Einzellzellen
    3. Temperaturübewachung der Akkupacks
    4. Notabschaltung bei unterschreiten der Mindestspannung der Einzelzellen
    5. Automatisches herunterfahren des Rechners auf dem SDE Wagen, bevor die Notabschaltung einsetzt.
  1. Simulation der Schaltung in Multisim von National Instrument
  2. Entwicklung der Platine in Ultiboard von National Instrument
  3. Bestückung der entwickelten Platine
  4. Kalibrierung und Messung der entwickelten Schaltung
  5. Test und wiss. Dokumentation
  6. Funktionsnachweis als YouTube-Video

Anforderungen

Das Projekt erfordert Vorwissen in den nachfolgenden Themengebieten. Sollten Sie die Anforderungen nicht erfüllen müssen Sie sich diese Kenntnisse anhand im Rahmen der Arbeit anhand von Literatur/Online-Kursen selbst aneignen.

  • Erfahrungen im Entwurf elektrotechnischer Schaltungen
  • Dokumentenversionierung mit SVN
  • Schaltungssimulation mit NI Multisim
  • PCB Layout mit NI Ultiboard
  • THT und SMD Bestückung einer Platine
  • Schaltungstest mit Multimeter und Oszilloskop
  • Dokumentation mit Word und im HSHL-Wiki.

Empfohlene Zusatzkurse

Siehe auch

Literatur

→ zurück zum Hauptartikel: Studentische Arbeiten

Abgerufen von „https://wiki.hshl.de/wiki/index.php?title=Battery_Management_System&oldid=140039“