Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme Prof. Dr.-Ing. Sören Hohmann Wilhelm-Jordan-Weg, Geb. 11.20 76131 Karlsruhe | www.irs.kit.edu Ansprechpartner: Beginn: nach Absprache M.Sc. Martin Kupper IRS, Raum 202 experimentell Dauer: 6 Monate anwendungsorientiert theorieorientiert Ihre Interessen: Tel.: 0721/608-42471 Modellbildung stochastische Filter [email protected] Identifikation Regler-/Beobachterentwurf Masterarbeit Implementierung und Test eines UnknownInput Kalman-Filters zur Zustands- und Stromschätzung von seriell und parallel verschalteten Batteriezellen Motivation: In größeren Batteriesystemen werden einzelne Batteriezellen nicht nur seriell, sondern auch parallel verschaltet. Dabei muss der Strom durch jedes der Batteriemodule bekannt sein, damit gewährleistet werden kann, dass die Zellen innerhalb ihrer Spezifikation betrieben werden. Allerdings teilt sich der Gesamtstrom nicht gleichmäßig auf alle Module auf, weil die Zellen aufgrund von Fertigungstoleranzen, Alterung und verschiedenen Ladezuständen unterschiedliche Parameter aufweisen. Weiterhin ist eine Strommessung für jedes der parallel geschalteten Module sehr aufwändig und teuer. Deswegen soll im Rahmen dieser Arbeit ein Ansatz untersucht werden, in welchem die Ströme geschätzt werden, statt diese zu messen. Dies soll mithilfe von „Unknown-Input“Kalman-Filtern (UIKF) realisiert werden, welche zusätzlich zu den Zuständen der Batteriezellen die unbekannten Eingangsgrößen – hier die Modulströme – mitschätzen. Aufgabenstellung: Das Ziel der Arbeit ist die Implementierung der UIKF für mehrere parallel geschaltete Batteriemodule sowohl in MATLAB als auch am Batteriemessstand des IRS. Ein Batteriemodell zur Simulation von Batteriezellen in MATLAB/SIMULINK ist dabei schon vorhanden und steht zur Verfügung. Es soll untersucht werden wie die Güte der Schätzung des UIKF mit der Anzahl an Zellen und an Modulen korreliert und wie stark sich diese gegenseitig beeinflussen. Weiterhin soll untersucht werden wie die Messung des Gesamtstroms oder die Kenntnis über die Dynamik der Ströme für die Schätzung berücksichtigt werden können. Eine weitere Aufgabe ist eine Recherche zum Stand der Technik und zu möglichen Anwendungsgebieten für dieses Verfahren.