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ETI 02-20 Masterarbeit zum Thema: Entwicklung eines Kalman-Filters zur Ladezustandsschätzung für Lithium-Ionen-Batterien

Organisationseinheit

Elektrotechnisches Institut (ETI)

Tätigkeitsbeschreibung

Die genaue und zuverlässige Ermittlung des Ladezustandes (SOC) einer Batterie ist eines der wichtigsten Themen der Batterieforschung. Der Ladezustand ist nicht direkt messbar und muss mithilfe von Algorithmen geschätzt werden. Eine genauere Schätzung verhindert eine Überdimensionierung der Batterie bzw. ermöglicht eine effizientere und sichere Nutzung der realen Kapazität, womit sie auch einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Batterie hat. Dazu werden in der Literatur zahlreiche Schätzungsalgorithmen vorgestellt.

Zu den wichtigsten Methoden zählen unter anderem die Varianten der Kalman-Filteralgorithmen wie z. B. Extended Kalman Filter (EKF), Unscented Kalman Filter (UKF), Sigma-Punkt Kalman-Filter (SPKF) und Fading Kalman Filter (FKF).

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Kalman-Filters zur Schätzung des Ladezustandes (SOC) von Lithium-Ionen-Batterien. Hierzu wird zuerst ein elektrisches Zellmodell in Matlab/Simulink implementiert und anhand vorhandener Testdaten parametrisiert. Im Weiteren wird das Modell um die ausgewählte Kalman-Filter-Variante zur SOC-Schätzung erweitert.

Im Einzelnen umfasst die Arbeit folgende Punkte:

  • Literaturrecherche
  • Implementierung und Parametrierung eines Zellmodells
  • Implementierung des ausgewählten Kalman-Filters
  • Validierung des implementierten Filters auf Zell- und Batterieebene

Eintrittstermin

ab sofort

Persönliche Qualifikation

Studierende im Bereich Elektrotechnik oder ähnliche Studiengänge

Vertragslaufzeit

6 Monate

Fachlicher Ansprechpartner

Herr Alexis Kalk, Elektrotechnisches Institut – Batterietechnikum
Telefon 0721/608-28242 alexis.kalk@kit.edu

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Ausschreibungsnummer: ETI 02-20

Bei entsprechender Eignung werden schwerbehinderte Menschen bevorzugt berücksichtigt.

Kontakt

Bei allgemeinen Fragen zur Bewerbung:
Frau Schaber
Telefon: +49 721 608-25184,

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen