Helene Thaller,
"Entwicklung eines kostengünstigen, dehnungsbasierten SHM-Systems für Batterieschutzplatten von Elektroautos"
, 4-2022
Original Titel:
Entwicklung eines kostengünstigen, dehnungsbasierten SHM-Systems für Batterieschutzplatten von Elektroautos
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einsatz von Sensoren zur Überwachung mechanischer Bauteile (engl. Structural Health Monitoring (SHM)) in der Automobilindustrie. Für einen konkreten Anwendungsfall wird ein SHM-Konzept entwickelt, welches die Anforderungen der Automobilindustrie, vor allem in preislicher Hinsicht, erfüllen soll.
Eine Platte, welche zum Schutz des Batteriekastens in Elektroautos, an der Unterseite des Batteriekastens angebracht wird, steht dabei im Fokus. Ein Sensorsystem bestehend aus elastoresistiven Leiterbahnen wird ausgewählt und auf die Platte angewendet. Durch die Widerstandsänderungen der Leiterbahnen kann auf die Dehnung
der Batterieschutzplatte geschlossen werden. Mit Hilfe der Dehnungen können die Lastfälle beurteilt werden. Für die Beurteilung der Lastfälle muss dabei sowohl der
Betrag der einwirkenden Kraft, als auch die Position der Kraft ermittelt werden.
Dieses SHM-System wird an einem repräsentativen Versuchsaufbau erprobt. Es wird ein numerisches Modell des Versuchsaufbaus erstellt. Verfahren zur Lokalisierung und
zur Kraftbestimmung werden entwickelt. Auf Basis von einem der Verfahren wird anhand des numerischen Modells die Lage und Länge der Leiterbahnen optimiert,
sodass eine möglichst gute Lokalisierung und Kraftbestimmung in den experimentellen Untersuchungen zu erwarten ist. Die optimierte Sensorkombination wird auf den
realen Versuchsaufbau aufgeklebt und es werden experimentell Daten erhoben. Die Verfahren zur Lokalisierung und zur Kraftbestimmung werden auf die Daten aus dem numerischen Modell und auf die Daten aus dem Experiment angewendet. Es wird ein hybrides Modell entwickelt, mit welchem ebenfalls lokalisiert und die Kraft
bestimmt wird. Abschließend werden im Experiment dynamische Belastungen in Form von Kugelfallversuchen aufgebracht. Die Fallhöhe der Kugel wird dann mit Hilfe der Verfahren zur Lokalisierung und Kraftbestimmung ermittelt.