Battery Management System: Unterschied zwischen den Versionen

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|+ style="text-align:left;"| Tabelle 1: Anforderungen an das Educational Escape Game
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| 1 || Das System muss 2 Akkumulatoren überwachen eins für den PC und eins für den Antrieb.|| 1
| 1 || Das System muss 2 Akkumulatoren überwachen eins für den PC und eins für den Antrieb.|| 1
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| 2 || Die BatterieChemie muss einstellbar sein (LiPo, Li-Ionen, Lifepo). || 1
| 2 || Die Batterie-Chemie muss einstellbar sein (LiPo, Li-Ionen, LiFePo). || 1
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| 3 || Jede Einzelspannung der beiden Akkumulatoren muss überwacht werden.|| 1
| 3 || Jede Einzelzellspannung der beiden Akkumulatoren muss überwacht werden.|| 1
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| 4 || Wenn die Spannung einer Zelle eines Akkupacks zu niedrig ist, muss ein akustischer Alarm ertönen, befor der Akku beschädigt wird.|| 1
| 4 || 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
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| 5 || Wenn die Spannung einer Zelle des Pc akkus zu niedrieg ist erstönt erst ein Warnton, und dann wirde der Pc durch einen Pin auf dem Mainboard heruntergefahren (wenn möglich wird ein Autosafe integriert was matlab dspace daten automatisch speichert). Wenn die Spannung der Zellen 3,1V erreicht wird der PC hart abgeschaltet.|| 1
| 5 || 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
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| 6 || Wenn die Spannung einer Zelle des AntriebesAkkus zu niedrieg ist erstönt erst ein Warnton, dann wird der Antrieb abgeschaltet || 1
| 6 || Wenn möglich wird ein Autosafe integriert, welches eine kontrollierte automatische Speicherung der Matlab/Simulink-, dSPACE ControlDesk - Daten ermöglicht.  || 2
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| 7 || Der Pc läuft über netzteil sobald man diesen Abzieht funktioniert die Stromversorgung über das Akkupack || 1
| 7 || 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
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| 8 || Der PC Akkupack läst sich über einen Einausschalter zusätzlich abschalten || 1
| 8 ||  Wenn die Spannung einer Zelle des Antriebes-Akkus zu niedrig ist ertönt erst ein Warnton. || 1
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| 9 ||  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
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| 10 || Der PC wird auf dem Labortisch über ein Netzteil versorgt, sobald man diesen Abzieht, funktioniert die Stromversorgung über das PC-Akkupack || 1
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| 11 || Das PC Akkupack lässt sich über einen Ein\Aus-Schalter zusätzlich abschalten. || 1
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| 12 || Wenn die Temperatur eines der Akkumulatoren über einen einzustellenden Wert steigt muss ein Warnton ertönen. || 1
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| 13 || Wenn die Temperatur eines der Akkumulatoren weiter steigt muss der Akku abgeschaltet werden. || 1
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| 14 || Ausgabe der gemessenen Werte Spannung und Temperatur auf einem I²C-OLED Display || 3
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Version vom 16. September 2025, 13:54 Uhr

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

Autor: offen
Art: TBD (PS, PA, BA, MA)
Starttermin: TBD
Abgabetermin: TBD
Betreuer: Ebmeyer, 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
  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


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