SunCar - Batteriemanagement für Elektrofahrzeuge

Hintergrund

In modernen elektrischen Fahrzeugen werden Batterien mit einer Betriebsspannung von 400VDC eingesetzt. Diese können mit AC oder DC geladen werden. Das Bordnetz muss entsprechend ausgelegt werden. Viele Komponenten sind notwendig: AC/DC-Wandler, Verteilerboxen, Schütze und Sicherungen, Integritätstest, CAN-Bus, Software, etc. ETH und NTB haben gemeinsam einen Lotus Evora (2012) und einen Bagger der Fa. Takeuchi (2014) elektrifiziert. Das Batteriemanagement ist eine komplexe Aufgabe. Es müssen nicht nur die elektrischen Anforderungen erfüllt werden: die Sicherheit ist auch sehr wichtig und eng mit der Akzeptanz dieser neuen Fahrzeuge verbunden. Im Zentrum des Systems steht ein Steuergerät (eine spezielle SPS), die mit CoDeSys programmiert wird. Das Steuergerät erreicht über CAN-Bus alle Teilnehmer des elektrischen Bordnetzes: Ladegeräte, Batterien, DC/DC-Schnittstelle für Schnellladung, übergeordnete VCU (Vehicle Control Unit), Verteilerboxen. Ein separater Sicherheitskreis erkennt, ob die Isolation noch intakt ist und trennt wenn nötig die Batterien oder das externe Versorgungnetz. Alle Bauteile werden im Fahrzeug montiert und verkabelt.

Projekt 

Während der Bachelorarbeit sind folgende Aufgaben durchgeführt worden:

  • Auslegung des Bordnetzes
  • Auswahl der Schütze
  • Auswahl der Sicherungen
  • Auswahl der Kabel
  • Konstruktion des Verteilerboxes
  • Programmierung der Steuereinheit
  • Entwicklung Hardware für DC-Ladung
  • Programmierung der DC-Ladung
  • Inbetriebnahme in Labor
  • Inbetriebnahme im Fahrzeug

Ergebnisse

Konzept, validierter und funktionsfähiger Funktionsmuster, Dokumentation.

Weitere Informationen

Institut ESA
Typ Bachelorarbeit
Studierende Christian Lins
Peter Goritschnig
Jürg Horisberger
Tobias Ziegler
Dozenten Prof. Guido Piai
Prof. Vincenzo Parisi
René Grabher
Partner ETH, Zürich