EV-Retrofit - Vehicle Control Unit
- Degree programme: BSc in Elektrotechnik und Informationstechnologie
- Authors: Lars Meier, Jonas Felder
- Thesis advisor: Prof. Martin Kucera
- Year: 2021
Die Branche der Elektromobilität ist im Aufschwung. Im Verkehr sind immer mehr Elektroautos zu sehen und jeder grössere Autohersteller hat bereits ein vollelektrisches Modell auf dem Markt. Daneben stellt sich die Frage was mit den Autos passiert, welche das Ende ihres Lebenszyklus erreichen und normalerweise direkt verschrottet werden. Denn dies sind nicht wenige, in der Schweiz etwa 300'000 pro Jahr. Die Lösung heisst EV-Retrofit.
Ausgangslage
EV-Retrofit bedeutet ein Auto mit einem Verbrennungsmotor in ein batterieelektrisches Auto umzubauen. Anstelle es zu verschrotten wird der Verbrennungsmotor ausgebaut und mit einem Elektromotor ersetzt. Somit wird das nun "neue" Elektroauto Teil einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und kann weiterverwendet werden. Die graue Energie, welche bei der Herstellung ins Auto gesteckt wurde, wird dadurch weiter genutzt und dessen ökologische Bilanz wird verbessert. Die Berner Fachhochschule hat sich dazu entschieden einen solchen Umbau am Beispiel eines Audi A2 mit Jahrgang 2002 durchzuführen. Dies soll dazu dienen in Erfahrung zu bringen ob dies mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen möglich ist und welche Herausforderungen ein solcher Umbau mit sich bringt. Dieser EV-Retrofit ist besonders nachhaltig , weil er ressourcenschonender ist. Denn ausser dem Vehicle Control Unit(VCU), also der Fahrzeugsteuerung, werden nur gebrauchte Komponenten verwendet. Diese Thesis fokussiert auf dem Ersatz der Vehicle Control Unit als Teil des Gesamtprojektes.
Ziele der Arbeit
Das Hauptziel dieser Arbeit ist, dass der Audi A2 elektrisch fahren kann. Damit dies erreicht werden kann ist auch der Erfolg der weiteren Teams notwendig. Der Teil der Fahrzeugsteuerung muss sicherstellen, dass das Auto mit einer betriebssicheren Software ausgestattet ist. Zudem dürfen auf dem bestehenden System keine Fehler vorhanden sein, welche die Sicherheit gefährden. Damit die wichtigsten Daten des Elektromotors und der Batterie dargestellt werden können soll ein User Interface implementiert werden.
Konzept
Das System des neuen Elektroautos besteht aus zwei Hauptteilen. Der erste Teil bildet das modifizierte bestehende System des Audis. Das Zweite Teilsystem setzt sich aus einem wiederverwendeten Nissan Leaf Elektromotor und einer Second-Life Batterie zusammen. Die Kommunikation dieser Teilsysteme mit der Vehicle Control Unit findet über CAN statt.
Realisierung
Während der Thesis wurde das erarbeitete Konzept umgesetzt. Es wurde eine Software, welche die Abläufe des gesamten Systems steuert, entwickelt. Dies Software wurde auf einem für die Autoindustrie geeigneten Controller von TTControl umgesetzt. Die Software stellt sicher, dass das System des Elektroautos nie einen unstabilen Zustand erreicht und dadurch sicher ist. Zusätzlich wurde ein Display evaluiert und programmiert. Das Display übermittelt den Fahrer wichtige Daten und Zustände. Als Schnittstelle zwischen dem Elektromotor und der VCU ist der Motorcontroller von Thunderstruck eingesetzt worden.
