MA – Batteriemanagementsystem für den Luftfahrtbereich

Entwicklung eines Batteriemanagementsystems für den Luftfahrtbereich

Kurzzusammenfassung

Das Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Hardware für ein Batteriemanagementsystem, die den sicheren Betrieb des Energiespeichers eines unbemannten Fluggeräts gewährleistet und als Grundlage weiterer Maßnahmen für eine Luftfahrtzertifizierung dienen kann.

Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung des Batteriemanagementsystems, mit dem die Spannungen und Temperaturen überwacht und über ein CAN Interface dem Benutzer übermittelt werden. Zusätzlich soll der Batteriestrom gemessen und die Leistung getrennt werden können.

Das Batteriemanagementsystems ist in die Entwicklung des Energiespeichers mit eingebunden und modular nach dem Master Slave Prinzip aufgebaut. Über die Master Einheit werden die Hauptfunktionen des Batteriemanagementsystems implementiert. Die Slave Einheiten dienen zur Ermittlung der einzelnen Zellzustände.

Nach einem kurzen Überblick über die grundlegenden Aufgaben und Funktionen eines Batteriemanagementsystems erfolgt die Anforderungsanalyse und die daraus abgeleitete Systemtopologie. Abschließend erfolgt eine detaillierte Beschreibung der entwickelten Schaltung und des sich daraus ergebenden Hardwaredesigns.

Abstract

The topic of this master thesis is the development of a hardware which ensures the safe operation of a battery for an autonomous aircraft. In addition the developed hardware will be the basis for additional qualification measures for aviation applications.

The main focus of this work is the development of a hardware which monitors the cell voltages and temperatures of the energy storage and transmits them to the user. A CAN Interface is required for data transmission. Furthermore the battery management system should be able to measure the battery current and sperate the power.

The battery management system is integrated in the development of the energy storage and is built up modular according to the master slave principle. The main functions are implemented with the master unit. The slave units are used to determine the cell states.

After a brief overview of the basic tasks and functions of a battery management system follows the requirement analysis and the derived systems topology. Finally a detailed description of the developed circuit and the resulting hardware is given.

Bearbeiter: Matthias Fuchs

Betreuer: Florian Hilpert (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761122; Email: Florian.Hilpert@iisb.fraunhofer.de;
Patrick Kanzler

Für Studienfächer: Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März