Da die Menge an elektrischen und elektronischen Komponenten im Kraftfahrzeug stetig zunimmt, steigt auch der Energiebedarf im Bordnetz. Aus diesem Grund wird die Einführung eines Kraftfahrzeugbordnetzes mit einer Nennspannung von 42 Volt diskutiert, das den gestiegenen Bedarf an Energie bei Reduzierung der Kabelquerschnitte decken soll. Die Verfügbarkeit wesentlicher Fahrzeugeigenschaften muss durch Energiespeicher gewährleistet sein. Auf Grundlage dieses 42V-Bordnetzes sind auch X-By-Wire-Systeme wie elektromechanische Bremssysteme oder elektromechanische Lenkungssysteme in der Entwicklung, bei denen die mechanische Verbindung (das Hydrauliksystem der Bremse bzw. die Lenkstange) durch eine elektrische Verbindung ersetzt wird. Elektrische Signale steuern einen Aktor, der die entsprechende Fahrzeugfunktion ausführt. Durch die Einführung derartiger Systeme können bestehende Fahrzeugassistenzfunktionen (z.B. ESP) oder aber neue Fahrerassistenzsysteme (z.B. Einparkassistent) realisiert werden. Da X-By-Wire-Systeme wie Bremse oder Lenkung sicherheitskritisch sind, nehmen die Anforderungen an die Energiespeicher im Fahrzeug zu. Eine sichere Versorgung mit Energie muss zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein, wobei eine Vorhersage über die tatsächliche und lastbezogene Restlaufzeit des Energiespeichers getroffen werden muss. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Auswahl eines Energiespeichers, der für den Einsatz in einer elektromechanischen Bremse im Kraftfahrzeug geeignet ist. Deshalb werden die relevanten Eigenschaften von verschiedenen verbreiteten Energiespeichern in Bezug auf die vorliegende Anwendung diskutiert. Es werden bereits entwickelte bzw. angewendete Batterieüberwachungsverfahren vorgestellt und deren Grenzen für einen Einsatz in einer sicherheitskritischen Anwendung aufgezeigt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Batterieüberwachungsalgorithmus auf Basis eines Batteriemodells für eine Nickel-Metallhydrid-Batterie entwickelt, der eine zuverlässige Aussage über die verfügbare und vor allem nutzbare Energiemenge in der Batterie ermöglicht. Der Algorithmus sowie die benötigte Mess- und Konfigurationskette, bestehend aus einem Batterieprüfstand und einem prototypischen Steuergerät, bilden einen wesentlichen Bestandteil der Dokumentation.
Auswahl und Modellierung eines Energiespeichers für X-By-Wire-Systeme im Kraftfahrzeug
Selection and modelling of a power storage applied to automotive X-By-Wire systems
2005
148 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Auswahl und Modellierung eines Energiespeichers für X-By-Wire-Systeme im Kraftfahrzeug
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