Aufbau eines modular erweiterbaren 300 W Batteriemoduls

Bei regenerativen Energiequellen, wie beispielsweise einer Photovoltaikanlage, ist die Energiegewinnung abhängig von den Sonneneinstrahlungen. Das heißt, dass tagsüber mehr Energie zur Verfügung steht als in der Nacht. Daher sind Geräte notwendig, die in der Lage sind überschüssige Energie im Laufe des Tages zu speichern und bei Bedarf Energie wieder zurück zu speisen. Eine derartige Speicherung findet beispielsweise in Nachtspeichergeräten statt.

Die Aufgabe dieser Abschlussarbeit ist es, ein kompaktes 300 W Batteriemodul zu entwerfen und als Hardware aufzubauen. Das Batteriemodul besteht dabei aus einem Batteriepaket mit 36 Batteriezellen, einem Batteriemanagementsystem (BMS), einem Mikrocontroller und einem DC/DC Wandler. Durch das BMS soll das Batteriepaket überwacht und balanciert werden. Der Mikrocontroller soll als Steuerglied dienen. Für höhere Spannungen am Ausgang der Schaltung wird ein DC/DC Wandler benötigt. Damit Speicher mit verschiedenen Energieinhalten realisiert werden können, soll das Batteriemodul für spätere Anwendungen modular erweiterbar sein.

Das Batteriemodul soll durch eine 6s6p-Anordnung von Batteriezellen versorgt werden. Die Spannung des Batteriepakets liegt dabei zwischen einem Bereich von 12 V und 24 V. Der Ausgangsspannungsbereich soll bei einer Leistung von 300 W zwischen 60 V und 80 V liegen.

Abzuarbeitende Punkte:

• Erweiterung bereits existierender Konzepte
• Entwurf der Platine in Altium Designer
• Realisierung eines Prototyps
• Programmierung des Mikrocontrollers
• Messtechnische Charakterisierung der Hardware