Weiterentwicklung eines DC/DC-Wandlers zum Laden von Lithium-Akkus
Randbedingungen
Bearbeitungszeitraum
SS 2022
Beginn: 02/2022
Spätestes Enddatum für Gesamtprojekt inklusive Dokumentation: 25.09.2022
Anzahl Studierende: 1-2
Betreuer
Prof. Tim Fischer
M.Eng. Markus Krautter
Details
Leiterplattenentwicklung mit Eagle
Analoge Messschaltungen
Steuerung von DC/DC-Wandlern
Programmierung 32-bit-ARM-Mikrocontroller in C
Kenntnisse des ESP32
Vorhandene Basis:
Akkupack (aus momentan laufender Studienarbeit):
7s1p/7s2p 22,4 V
LiFePo4-Akku-Zellen, Bauform 26700, 3,2 V, 4 Ah
Battery-Management-System (BMS)
Akkupack ist in Gehäuse eingebaut und wird in eine „Ladeschale“ zur Kontaktierung eingeschoben (vgl. Akkuwerkzeuge)
Li-Ladeplatine (aus vorheriger Studienarbeit):
Basiert auf ESP32
Ansteuerung DC/DC-Wandler mit Motor-PWM
Messung der Spannungen und Ströme mit OnBoard ADC des ESP32
Kommunikation zwischen BMS und Lader über RS485 (Modbus)
Steuerung über Weboberfläche
Projektziele
Implementierung DC/DC-Wandler (Buck/Boost)
Eingangsspannung variabel 12 - 50 V
ESP32
ESP32-WROOM-Module, 4 MB Flash
Implementierung der Firmware ausschließlich mittels Bibliotheken des Espressif IDF für den ESP32 in C (zu Testzwecken Arduino IDE mit Libraries von Arduino möglich)
Entwicklungsumgebung: VS Code + PlatformIO
Saubere, modulare Programmierung
Überarbeitung der bestehenden Platine
Evaluation der Genauigkeit der integrierten ADCs, Bewertung der Eignung für das Vorhaben, ggf. externe ADCs notwendig
Weboberfläche zur Steuerung:
Zwei Lademodi:
Standard-Ladestrom einstellbar: schonendes Laden mit moderatem Strom
Schnelllademodus: Laden mit nahezu Maximalstrom der Zellen (nach Datenblatt)