Batteriemanagementsystem

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1 Seite 1 Bauteilpatenschaft Batteriemanagementsystem Sehr geehrte Damen und Herren, wir freuen uns sehr Ihr Interesse an unserem Projekt Formula Student geweckt zu haben. In einer Kooperation von Studenten der Hochschule Bremen und der Universität Bremen arbeiten wir gerade an der Konstruktion eines selbst entwickelten elektrischen Rennwagens. Mit dem Wagen nehmen wir an der Formula Student Electric Italien im September 2013 teil. Die Formula Student Electric ist ein Konstruktionswettbewerb, in dem studentische Gruppen einen elektrisch angetriebenen Rennwagen in Eigenregie entwickeln, bauen und damit im internationalen Wettbewerb gegeneinander antreten. Ein Formula Student Rennwagen ist dabei etwa halb so groß wie ein Formula 1 Bolide. Unser Hauptziel dabei ist die effiziente Nutzung von elektrischer Energie. Dies wird unter anderem durch eine intelligente Schaltstrategie in der Leistungselektronik erreicht, die von unserem Team eigenständig entwickelt wird. Um das Projekt zu realisieren, benötigen wir Ihre Unterstützung. In Form einer Bauteilpatenschaft Batteriemanagementsystem im Wert von 950 können Sie unser Projekt zielgerichtet fördern. Über Ihre Zuwendungen stellen wir Ihnen gerne eine Zuwendungsbestätigung aus.

2 Seite 2 Begründung für den Förderwunsch Das Projekt wird von uns Studenten ehrenamtlich umgesetzt. Auf diese Weise können wir die Kosten für Entwicklung und Bau des Fahrzeuges stark reduzieren. Trotzdem entstehen Kosten für den Kauf einzelner Bauteile. Damit sind wir auf Unterstützung durch Sponsoren und Stiftungen angewiesen. Bau und Betrieb eines Fahrzeuges bedürfen großen Einsatzes von Rohstoff- und Energiemengen. Der Kernaspekt unseres Fahrzeugkonzeptes ist die Reduzierung des CO2 Fußabdruckes des Produktlebenszyklus unseres Fahrzeugs. Diesem Thema begegnen wir zum einen mit der Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen und reziklierten Materialien. So bildet beispielsweise ein Verbund aus Naturfasern die Struktur für die Außenhaut des Fahrzeuges. Zweitens treiben wir mit diesem Projekt die Entwicklung von klimafreundlichen Antrieben voran. Wir sammeln Erfahrungen in komplexer Batteriesystemtechnik, effizienter Ansteuerung von Elektromotoren und sicherheitskritischer Überwachung von Fahrzeugen. Auf diese Weise wollen wir einen Beitrag für eine rohstoffschonendere Mobilität leisten. Dieses Projekt hat einen sehr hohen Mehrwert für uns Studenten. Wir können theoretisches Wissen in die Praxis umsetzen und so unsere Ingenieursfähigkeiten steigern. Gleichzeitig fördert der internationale Wettbewerb die interkulturellen Kompetenzen der Teilnehmer, da wir im Austausch mit ausländischen Unternehmen und anderen Formula Student Teams stehen. An den Formula Student Konstruktionswettbewerben nehmen Studenten aus Asien, Australien, Europa und Amerika teil. So arbeiten wir gemeinsam mit anderen engagierten Studenten aus aller Welt an Lösungen für die globalen Themen Rohstoffeffizienz, CO2 Ausstoß und Steigerung der Energieeffizienz. Denn die Teilnehmer der Formula Student Electric sind die Mobilitäts-Ingenieure von Morgen.

3 Seite 3 Technische Details zur Traktionsbatterie Ein wichtiges Merkmal unseres Fahrzeugs ist die Verwendung von intrinsisch sicheren LiFePo4-Zellen als Energiespeicher, die ein Höchstmaß an Sicherheit garantieren. Ein Team bestehend aus drei Studenten hat sich in den letzten Monaten mit der Konzeptionierung und Entwicklung der Traktionsbatterie beschäftigt. Dabei wurde neben einer Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) auch ein Sicherheitskonzept für den Betrieb der Traktionsbatterie erarbeitet. Darüber hinaus wird die Batterie durch ein gewichtsoptimiertes Alu-miniumgehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt. Auch ein geeignetes Kühlkonzept wurde durch rechnergestützte CFD- Simulationen dimensioniert und umgesetzt. Gewichtsoptimiertes Aluminiumgehäuse Lüfter Gehäuseabteil Sicherheitseinrichtung Lufteinlass Für die Verbindung des Energiespeichers mit der Leistungselektronik wurde eine Relaisbaugruppe entworfen, die alle benötigten Bauelemente des Arbeitsstrompfades beinhaltet.

4 Seite 4 Zeitgleich zu der Entwicklung der Traktionsbatterie wurde bereits in einem Lehrprojekt an der Universität Bremen im Studiengang Systems Engineering ein Prototyp mit geringerer Kapazität entwickelt. Dieser verwendet ähnlich wie die spätere Traktionsbatterie eine 3P Konfiguration und kommt auf eine Nominalspannung von 19,8 Volt bei einer Kapazität von 1,18kWh und dient zur Evaluation der eigentlichen Traktionsbatterie. Mit diesem Prototyp werden derzeit am Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen verschiedene Belastungsszenarien an einem Batterieprüfstand simuliert und der Spannungsverlauf sowie die Temperaturentwicklung bewertet.

5 Seite 5 Überblick Bauteilpatenschaft Batteriemanagementsystem Wie in dem vorherigen Kapitel beschrieben wurde die Traktionsbatterie konstruiert und bereits ein Prototyp gebaut. Um nun die Traktionsbatterie bauen zu können, benötigen wir Ihre Unterstützung. Ein wichtiges Element der Traktionsbatterie ist das Batteriemanagement, in dessen Entwicklung sehr viel Arbeit gesteckt wurde. 1 von 4 Akkusegmenten BMS-Module Die Bauteilliste für das Batteriemanagementsystem sieht wie folgt aus: Nr Anzahl Beschreibung Preis (inkl. MwSt.) Batterie Managementsystem EMUS BMS Main Control unit EMUS BMS Cell Unit small (Einzelpreis 13,95, 32 im Einsatz 4 Ersatz) 6 4 EMUS BMS TOP BOT Isolator (Einzelpreis 9,95, 2 im Einsatz 2 Ersatz) 502,20 39, BMS Stromsensor 49, Solid State Relais 59,95

6 Seite 6 Wir weisen auf Plakaten, Website und Fahrzeug auf Ihre Unterstützung hin. Dieser Hinweis geschieht unter Verwendung Ihres Namens, Emblems oder Logos, jedoch ohne besondere Hervorhebung oder Verlinkung zu Ihrer Internetseiten. Dies geschieht im Rahmen unserer gemeinnützigen Vereinstätigkeit. Mit einer Bauteilpatenschaft für das Batteriemanagementsystem im Wert von 950 können Sie drei Studenten helfen Praxiserfahrungen im Umgang mit Batteriesystemen zu sammeln und einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung des gesamten Rennwagens leisten. Über Ihre Zuwendungen stellen wir Ihnen gerne eine Zuwendungsbestätigung aus. Werden Sie Nachwuchsingenieurförderer und lernen Sie unser Team kennen. Mit freundlichen Grüßen, Sebastian Höflich Sebastian Höflich - Leitung Team Wirtschaft Mobil sebastian.hoeflich@uni-bremen.de Bremergy Asta Universität Bremen z.h. Formula Student Electric Team Bremen Bibliothekstraße / ZB Bremen Germany Web bremergy@uni-bremen.de Manfred Meise und Sebastian Höflich