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Die Zukunft der Mobilität gehört den Elektroautos, sofern die Infrastruktur geboten werden kann, die notwendig ist, um die Elektromobilität, ohne die jetzigen Nachteile wie Reichweite oder Lademöglichkeiten der Batterien, als hemmende Kriterien zu ermöglichen. Des Weiteren müssen auch Standards bezüglich der Sicherheit von Elektrofahrzeugen und deren Komponenten einer genauen Prüfung unterzogen werden. In dieser Diplomarbeit wird ein Vergleich von dynamischen Belastungstests eines Batterierahmens im Frequenzbereich durchgeführt.
Es soll eine Gegenüberstellung eines realen Vibrationstests, der mit einer frequenzabhängigen Belastung, die durch eine spektrale Leistungsdichte (SLD) definiert ist, mit einem simulierten Vibrationstest durchgeführt werden.
Für den Modellaufbau und die Spannungsberechnung wird die FEM Software Abaqus und für die Schädigungsrechnung Femfat Spectral verwendet.
Der Vergleich der Ergebnisse aus realem Vibrationstest und der Simulation zeigt, dass es in beiden Varianten zu Schädigungen im Batteriegehäuse gekommen ist. Daraus ist zu schließen, dass für Festigkeitsberechnungen von Batterierahmen für Elektrofahrzeuge auf zeit- und kostenintensive reale Vibrationstests verzichtet werden kann.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung des Energie-Managements für einem Motorenprüfstand als Vorstufe für ein Elektrorennfahrzeug (FSE). Bestandteil ist eine Batteriesimulation eines Hochvoltakkus. Diese dient als Grundlage für die Algorithmen des Energiemanagements. Zudem wurde eine energiesparsame Kühlpumpenregelung entworfen. Ebenso ist die Visualisierung der Zustandsgrößen des Teststandes ein Bestandteil der Arbeit. Die Entwicklung eines Fahrsimulators am Teststand ist ebenfalls ein Bestandteil.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Systemintegration des Hochvoltakkumulators in das erste Elektrorennfahrzeug des Technikum Mittweida Motorsport. Die Integration sollte unter Einhaltung des Formula Student Reglements der FSG sowie der FSAE geschehen.
Als Erstes befasst sich die Arbeit mit einem grundlegenden Einblick in die, durch die Regelwerke gestellten Anforderungen sowie dem Fahrzeuggesamtkonzept. Dieser Einblick konzentriert sich vorwiegend auf den elektrischen Teil des Gesamtkonzepts sowie den Regeln für vollelektrisch angetriebene Formula Student Fahrzeuge.
Anschließend folgt der grundlegende Aufbau des Hochvoltakkumulators. Dazu gehört Bauteilpositionierung, Auslegung und Auswahl von Steckverbindern, Sensoren, Sicherungen, die Dimensionierung der Vorladeschaltung und das Layout der Stack-PCBs. Es folgt ein Überblick über das eingesetzte Battery Management System . Nach diesem Über-blick folgt der Ablauf der Inbetriebnahme des Akkumulators und die Beseitigung von Problemen, die im Fahrbetrieb auftraten. Als Letztes wird der Aufbau zum Laden des Akkumulators und dessen Inbetriebnahme erläutert.