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Bachelor-/ Masterarbeiten

20170329_084337

Active Noise Cancellation in der elektromagnetischen Verträglichkeit von leistungselektronischen Systemen (BA/MA)

Betreuer: M. Sc. Andreas Bendicks

Leistungselektronische Systeme können aufgrund der hochfrequent schaltenden Transistoren ein hohes Maß an elektromagnetischen Störungen verursachen. Diese Störaussendung muss reduziert werden, um eine Beeinträchtigung von beispielsweise Kommunikations- oder Rundfunksystemen zu verhindern. Üblicherweise werden dazu passive Filterelemente eingesetzt, welche jedoch häufig groß, schwer und teuer sind. Vor diesem Hintergrund werden am Arbeitsgebiet Bordsysteme innovative Methoden zur aktiven Störunterdrückung untersucht, welche analog zur Active Noise Cancellation in beispielsweise Kopfhörern auf dem Prinzip der destruktiven Interferenz beruhen.

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Frequenzbereichsanalysen im Bereich Bordnetzmonitoring und Fehlerdiagnose

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Verschiedene Veränderungen in Kfz-Bordnetzen, z.B. durch Fehler, können Auswirkungen auf die dynamischen Eigenschaften haben. Diese Eigenschaften können auch im Frequenzbereich untersucht werden. In einer Abschlussarbeit sollen die Potentiale und Grenzen der Frequenzbereichsanalyse mit Fokus auf Fehler im Kfz-Energiebordnetz untersucht werden.

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Aufbau eines Laborbordnetzdemonstrators mit dem Ziel der realen Fehlereinspeisung

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Für Nachweise grundsätzlicher Funktionalitäten von verschiedenen Methoden und Algorithmen zur Fehlerdiagnose sind realistische Laborbordnetzaufbauten wichtig. In einer Abschlussarbeit soll ein Laborbordnetz mit verschiedenen Freiheitsgraden aufgebaut werden. Hieran sollen exemplarische Tests durchgeführt werden (Fahr-/Verbraucherszenarien). Es müssen Steuergeräte aufgebaut werden, die sowohl über Messtechnik als auch über Kommunikationsmöglichkeiten verfügen (Hardware/Mikrocontroller/CAN). Entsprechende Schnittstellen zu Programmierplattformen, wie z.B. Matlab, würden einen sauberen und fehlerfreien Prozess bei verschiedenen Algorithmustests gewährleisten. Eine Einspeisung verschiedener Fehler und die messtechnische Auswertung können ebenfalls einen Teil der Abschlussarbeit ausmachen.

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BA_MA_Intelligente_Sicherung

Intelligente Absicherung des Kfz-Bordnetzes

Betreuer: M. Sc. Selcuk Önal

Aufgrund von nicht optimalem Auslöseverhalten der aktuell in Fahrzeugen eingesetzten konventionellen Schmelzsicherungen in Bezug auf Leitungen sind bei zukünftigen Kfz-Bordnetzen intelligente Absicherungsmechanismen vorgesehen. Durch unterschiedliche Halbleiterschaltungen können so neben der Selbstdiagnose auch andere Aufgaben wie Ansteuerung von Lasten und Überwachung von Teilbordnetzen gewährleistet werden. Durch geeignete Ansteuerungsverfahren kann somit ebenfalls eine optimale Querschnittdimensionierung von Leitungen unter Berücksichtigung der Last erreicht werden, indem der Strom durch die betroffene Leitung erst kurz vor dem Erreichen ihrer kritischen Temperatur unterbrochen wird.

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Rekonstruktion der Stromverteilung auf Leiterplatten anhand von phasenlosen Nahfelddaten

Betreuer: M. Sc. Robert Nowak

Die Untersuchung und Bewertung der Störaussendung von elektronischen Systemen ist eine notwendige Analyse EMV-Verhaltens. Für diesen Zweck können Nahfeldscanverfahren verwendet werden. Hierbei wird das magnetische bzw. elektrische Feld in der unmittelbaren Nähe der untersuchten Komponente gemessen und mit verschiedenen Methoden ausgewertet, um Aussagen über die Störemission der untersuchten Komponente zu treffen. Ein vielversprechender Ansatz hierbei ist die Rekonstruktion der tatsächlichen Stromverteilung. Hiermit ist es möglich konkrete Störquellen zu lokalisieren.

Die bestehenden Methoden sind in der Lage die Stromverteilungen für komplexere Leiterplatten im Frequenzbereich zu bestimmen, sofern das magnetische Nahfeld durch Amplitude und Phase bekannt ist. Die messtechnische Erfassung der Phase ist jedoch häufig schwierig und in der Regel ungenau. Dies motiviert die Weiterentwicklung der bestehenden Methoden, so dass diese auch für phasenlose Nahfelddaten die Stromverteilung von Platinen gut rekonstruieren. In dieser Arbeit sollen hierzu verschiedene Ansätze implementiert, untersucht und evaluiert werden.

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Modellbasierte Fehlerdiagnose in Kfz-Energiebordnetzen

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Besonders für dynamische, aber auch für statische Systeme, lassen sich durch systematische Anwendung verschiedener Methoden aus dem Bereich der Systemidentifikation Frameworks definieren. Kfz-Bordnetze können in einer Gesamtsystembetrachtung in solche Frameworks eingebunden werden, wobei z.B. Spannungsmesswerte von Steuergeräten oder intelligenten Sicherungen als Systeminput verstanden werden können und der Systemoutput mit Strommesswerten aus dem Bordnetz verglichen werden kann. Den unbekannten Teil des Systems stellt im Rahmen einer Fehlerdiagnose ein zufälliger Fehler dar. Die Fehlerart und der Fehlerort können grundsätzlich beliebig sein. Im Rahmen einer Abschlussarbeit sollen verschiedene Verfahren aus der modellbasierten Fehlerdetektion auf das System Bordnetz angewendet werden. Eine prinzipielle Beobachtbarkeit besonderer Systemänderungen (Fehlerfälle) kann untersucht und für verschiedene Rahmenbedingungen (Sensorverfügbarkeit/Sensorauflösung) verglichen werden. So können online-Verfahren auf der Basis von Parameteridentifikationsmethoden oder Beobachtern aufgebaut werden.

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Lichtbogendetektion im Kfz-Energiebordnetz

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Durch die Einführung von 48 V Kfz-Bordnetzen wurden neue Fehlerszenarien relevant. Ein Szenario, welches in besonderem Maße kritisches Potential aufweist, ist das Lichtbogenszenario. Lichtbögen bestehen aus sehr heißem Plasma und bergen daher die Gefahr, dass sich verschiedene Komponenten in der Nähe des Lichtbogenfehlers entzünden, sodass im schlimmsten Fall ein Fahrzeugbrand nicht ausgeschlossen werden kann. In einer Abschlussarbeit sollen verschiedene Verfahren zur Lichtbogendetektion erarbeitet und verglichen werden. Hierbei muss zunächst ein grundlegendes Modellverständnis für Lichtbögen im 48 V Kfz-Bordnetz
aufgebaut werden. Danach können in verschiedenen Bordnetzstrukturen Lichtbögen auf ihre Detektierbarkeit und auf ihre potentiellen Auswirkungen hin untersucht werden. Als Arbeitsergebnis sollten Rahmenbedingungen für eine robuste Überwachung aufgezeigt und die Verfahren hinsichtlich verschiedener Zielkriterien bewertet werden.

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Thermische Modellierung von Kfz-Leitungen für Elektromobilität

Betreuer: M. Sc. Anika Henke

Bei der Entwicklung von Kabelbäumen für Kfz-Anwendungen spielen unter anderem thermische Betrachtungen eine große Rolle. Die Kabel werden durch Sicherungen vor zu hohen Temperaturen geschützt. Um viele Nachteile klassischer Schmelzsicherungen zu umgehen, werden in Zukunft intelligente Sicherungen eingesetzt. Ein Ansatz dabei ist es, basierend auf Modellen der Kabel den tatsächlichen Temperaturverlauf in den Leitungen abzuschätzen und beim Überschreiten einer kritischen Temperatur den Stromkreis zu unterbrechen. Dazu werden schnelle und genaue Modelle zur thermischen Beschreibung von Kabeln benötigt. Klassisch beruhen viele dieser Modelle auf numerischen Methoden. Am Arbeitsgebiet Bordsysteme wird an Alternativen geforscht, wobei der Schwerpunkt auf der Suche nach besonders schnellen Modellierungsansätzen liegt.

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