BA – Entwicklung einer Überwachungs- und Trennschaltung (Safety Box) für Batteriezellen zur experimentel-len Zellcharakterisierung
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll eine Überwachungs- und Trennschaltung (Safety Box) für Batteriezellen entwickelt werden, um zwischen einer Anzahl an zu prüfenden Zellen (DUTs) in einer Temperaturkammer und einem kommerziellen Batterietestsystem (Chroma Cycler) eine zweite unabhängige Überwachungsebene realisieren zu können. Die Safety Box soll Temperatur und Spannung der Prüflinge überwachen (mit jeweils in Abhängigkeit von Zelltyp und gewünschter Messung einstellbaren Schwellen), um folgende Fehlerfälle abzudecken:
- Laden auf zu hohe Zellspannung
- Laden bei zu niedriger Temperatur
- Entladen auf zu niedrige Zellspannung
- Überstrom
- Kurzschluss (zwischen den Kabeln zwischen dem Chroma Cycler und Safety Box)
- Unzulässige Erwärmung der Batteriezelle / Zu hohe Umgebungstemperatur für Batteriezelle
- Verpolen einer angeschlossenen Batteriezelle in der Temperaturkammer
- Verpolen/falscher Anschluss einer Senseleitung im Parallelbetrieb
Zunächst sind die möglichen Fehlerfälle zu betrachten und es ist ein Gesamtkonzept für die Safety Box zu entwickeln, das auch die Frage nach einer optimalen Partitionierung im Sinne einer möglichst modularen Lösung adressiert. Darauf aufbauend sind die Komponenten (Sicherungen im Last- und Sense-Pfad, Lastschütze, Temperaturüberwachung, geeignete Stecker und Leitungen, usw.) auszulegen und auszusuchen, und es ist eine mechanische Konstruktion der Safety Box in einem sinnvollen Formfaktor (z.B. Rack) zu erstellen. Sicherheitskonzept und Auslegungsbetrachtungen sind umfassend zu dokumentieren.
Bearbeiter: Andreas Petri
Betreuer: Markus Geus
Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Ernergietechnik
Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März