Forschungsgruppe Batteriemanagement

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1 Beuth Hochschule für Technik Berlin Prof. Dr.-Ing. Detlef Heinemann

2 Die Forschungsprojekte Der Forschungsbereich systeme arbeitet derzeit an mehreren Forschungsprojekten: IFAF PEM-ECO Identifikation von Potenzialen der beteiligten Projektpartner und der Region im Bereich ECO-Mobilität EFRE MoMo Teilprojekt Forschungsassistenz FA6 Entwicklung eines systems und Algorithmen zur Ladezustandsbestimmung während des Fahrbetriebes BMBF KOR11/014 Anbahnung der Kooperation mit einem koreanischen Batteriehersteller im Bereich 2

3 MoMo Teilprojekt MoMo Mobile Computing and Mobility EFRE gefördert Juni 2011 Dez 2013 Teilprojektbeschreibung Die Batterie ist das Haupthindernis bei der Einführung elektrisch betriebener Straßenfahrzeuge. zu teuer, schwer, zu voluminös, sicherheitstechnisch bedenklich und i.d.r. nur in Versuchs- und Vorserienmustern verfügbar. Ziel des Teilprojekes ist es, die Zuverlässigkeit von Traktionsbatterien zu erhöhen, die Sicherheit zu maximieren und die Lebensdauerkosten des Systems Batterie durch den Einsatz eines systems zu senken. Ladezustandsbestimmung ist ein Kernthema in Bezug auf Sicherheit und Lebensdauer und stellt derzeit die größte Herausforderung zur Einführung von Elektround Hybrid fahrzeugen dar. erfordert einen erheblichen Forschungsbedarf. Ein festangestellter Mitarbeiter halbe Stelle und eine studentische Hilfskraft 3

4 Forschungsassistent Ladezustandsbestimmung Forschungsassistent Ladezustandsbestimmung Feb 2012 Aug 2013 Es soll ein system für kleine Elektrofahrzeuge (Light Electric Vehicle - LEV) entwickelt werden. Dazu sind LiFePO4 Batterien im Labor an einem Teststand zu evaluieren. Aus den gewonnenen Daten müssen Algorithmen zur Ladezustandsbestimmung der Gesamtbatterie und der Zellen entwickelt werden. Diese Algorithmen sind auf einer zu entwickelnden hardware zu implementieren und im Fahrzeug zu verifizieren. Für den Teststand ist eine neue Bedienungs- und Auswertesoftware zu entwickeln. Ein festangestellter Mitarbeiter - Vollzeit 4

5 IFAF PEM-ECO Potentialanalyse Eco-Mobilität Juni 2011 Mai 2012 Projektpartner: Beuth HS (Projektleitung), HTW und Reiner Lemoine Institut Ziel des Projekts ist es, zukunftsträchtige Forschungsschwerpunkte für die beiden Hochschulen und das Reiner Lemoine Institut im Bereich Elektromobilität und alternative Antriebe zu fokussieren. Eco-Mobilität steht hier für Konzepte emissionsarmer Fortbewegung in Verbindung mit erneuerbaren Energieträgern als Basis. Die erwarteten Ergebnisse der Potenzialanalyse dienen als Entscheidungsgrundlage für die Etablierung weiterer gemeinsamer F&E- Aktivitäten der Projektpartner im Bereich Eco-Mobilität. Projektleitung Prof. Dr.-Ing. Detlef Heinemann, zwei studentische Mitarbeiter 5

6 Zusammenarbeit mit Korea BMBF KOR11/014 Vorgehensweise internationale Zusammenarbeit Korea Besuch einer koreanischen Firmendelegation im Feb 2012 Besuch Prof. Heinemann und Prof. Lee bei koreanischen Firmen im März 2012 Identifikation möglicher Anknüpfungspunkte mit Bexel (Zellhersteller) und PowerPlaza (Elektronik + ) Antrag zur Entwicklung eines Batteriesystems für E-Scooter von koreanischem Partner in Korea gestellt. Beuth Hochschule soll übernehmen. 6

7 Das Teilprojekt Labormessungen am Batterieteststand Laden eines Batteriestacks Labormessung im Rahmen Bachelorarbeit 7

8 Das Teilprojekt Übertragung von Forschungsinhalten in die Lehre Projekt ebike 2012 BMS für 12 Zellen inkl. Balancing, Fahrradcomputer, Pulsmessung, Intelligentes Display, Lichtmodul Ausgewählt als eines von 4 Showcases der Beuth Hochschule 8

9 Das Teilprojekt Versuchsträger CityEL zum Test von hardware im Stadtbetrieb Fahrzeug Heinemann L4 9

10 system - Realisierungen system Batteriemodulcontroller XC2267 Infineon versorgt aus PB LTC6802 versorgt aus Modul Galv. getrennt, CAN Stromsensor und Schützansteuerung StSs XC886 Infineon Powerboards PB 3,3 V / 5 V / 6,2 V aus 8 75 V 10

11 Das Teilprojekt Batteriemodulcontroller für maximal 8-zellige Module - Testmuster Entwicklung Heinemann L4 11

12 Visualisierung - Display Visualisierung über Android App für Smartphone /Tablet Entwicklung Studierender im Projektlabor Embedded Systems 12

13 Das Teilprojekt Fahrzyklen im Elektroauto cityel innerstädtischer Verkehr Berlin Fahrzeugmessung Heinemann L4 13

14 Das Teilprojekt Labormessungen an LiFePO4 Zellen (hier Zellen 90 AH) Konstantstromentladung und Ladung Bestimmung des Spannungsverlaufes in Abhängigkeit des Ladegrades Getrennt für Entladung und Ladung Pulsentladung Sprungantwort auf 120 A Strompulse Einschwingen in die Ruhespannung Labormessung im Rahmen Forschungsassistenz 14