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Einleitung und Motivation in das Thema Selbstheilende Fügeverbindungen, Überblick zum Stand von Wissenschaft und Technik, Einblick in die Waferbondprozesse, Übersicht der verwendeten Analyseverfahren Konzeptionierung eines Testchips für die Integration der Selbstheilung, Design und Auslegung eines Fügelayoutes, Praktische Untersuchungen der Testchips, Planung und Durchführung von Waferbondversuchen, Analyseverfahren an unbefüllten und befüllten Testchips, REM-Analyse von Querschliffen der Testchips, Ausheilungsversuche an Testchips mit Barriere Zusammenfassung und Ausblick
Die Planung und Projektierung einer Großchemieanlage ist ein komplexes Vorhaben, welches die Zusammenarbeit vieler verschiedener Fachabteilungen erfordert. Durch die Analyse des elektrotechnischen Workflow sollen Optimierungsansätze gefunden und aufgezeigt werden. Dazu werden die wesentlichen Arbeitsschritte anhand eines bereits abgeschlossenen Projekts nachvollzogen. Hierfür notwendige Berechnungen, wie z.B. Kurzschlußberechnung, Berechnung der Beleuchtungsstärken und Leistungsbilanzen werden neu erstellt und dabei die Vorgehensweise und die verwendeten Software- Tools analysiert. Die Übergabe von Informationen zwischen den einzelnen Gewerken ist ebenfalls Teil dieser Betrachtung.
Diese Arbeit befasst sich mit den regulatorischen Rahmenbedingungen, die derzeitig für den Betrieb von Batteriespeichern vorherrscht. In diesem Zusammenhang werden Betriebsführungen entwickelt und Lösungen aufgezeigt, diese auch umzusetzen. Mit Hilfe einer Softwarelösung zur Herstellung von Kommunikationskanälen zwischen Speicher, Leitstelle und anderen etwaigen Teilnehmern, wird gezeigt, dass es möglich ist, mit Zuhilfenahme von Prognosen und Verbrauchsabschätzungen, Batteriespeicher zu netzdienlichen Komponenten zu verknüpfen.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung des Projektierungsprozesses eines professionellen Smart Homes in KNX und anderen Smart-Home-Standards. Individuelle Anforderungen des Kunden werden berücksichtigt. Des Weiteren wird eine Standardausführung des professionellen Smart Homes definiert und diese mit mehreren Systemen kalkuliert und auch wirtschaftlich analysiert.
Um dem rasant ansteigenden Aufkommen von Messdaten nachzukommen, welches bei der Entwicklung von neuen Fahrzeugmodellen entsteht, werden Systeme benötigt mit speziellen Analysen und Methoden. Gerade zukunftsweisende Technologien, wie autonomes und pilotiertes Fahren oder elektrifizierte Antriebslösungen, verursachen diesen Aufwärtstrend der Datenmenge. Um diese Datenflut bewältigen zu können und auswertbar zu gestalten, sind Konzepte notwendig, welche ein strukturiertes Abarbeiten von gezielten Anforderungen verlangen. Anhand der Konzepte wird der Fahrzeugentwicklung der Audi AG ein gezieltes Auffinden von Erprobungsdefiziten und Beheben von Fehlfunktionen gewährleistet. Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden vier Analysekonzepte aufgezeigt, durch welche die große Menge an Messdaten aufbereitet werden und zur Optimierung von Erprobungsprozessen führen sollen.
In der vorliegenden Arbeit werden die Schraubverbindungen von Lithium-Ionen Zellen eines Heimenergiespeichers auf ihre Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit überprüft, mögliche Probleme identifiziert und Varianten aufgezeigt, diese zu reduzieren. Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem in der Verbindung vorhandenen Kontaktwiderstand und wie dieser durch unterschiedliche Einflussfaktoren variieren kann.
Windkraftanlage, Photovoltaikanlagen, elektrische Energiespeicher und Regelbare Ortsnetztransformatoren sind wichtige zukünftige Bestandteile des elektrischen Energieversorgungsnetzes. Die Ziele der Energie- und Klimaschutzpolitik sind die effiziente Nutzung von Energie, freier Energieverkehr, Versorgungssicherheit zu erschwinglichen Preisen und Verbraucherschutz, futuristische Netze und Speicher sowie eine stärkere Zusammenarbeit mit anderen Staaten. Der Bruttoendenergieverbrauch von Energie aus regenerativen Quellen soll bis 2030 auf 27% erhöht werden, die Treibhausgasemission um 55% verringert werden. Photovoltaikanlagen generieren aus Strahlungsenergie elektrische Energie. Unterschieden wird zwischen Dachanlagen und Freiflächenanlagen. Das EEG definiert die Vergütungssätze für Anlagen bis zu 100 kWp, bei größeren Anlagen ist der Betreiber für die Vermarktung der Energie selbst verantwortlich. Windkraftanlagen wandeln kinetische Energie in elektrische Energie um. Innovative Turmbaumethoden wie der Hybridturm ermöglichen Nabenhöhen von über 160 m. Regelbare Ortsnetztransformatoren passen die Sekundärspannung unter Last den fluktuierenden Spannungshüben im Energieversorgungsnetz selbstständig an. Somit bleibt das von DIN EN 50160 geforderte Spannungstoleranzband gewährleistet. Innerhalb des Stufenschalters wird der Spannungssollwert von einem Regler zusätzlich angepasst, somit ergibt sich eine Regelhysterese.
Energiespeicher werden in chemische Speicher, Speicherung im elektromagnetischen Feld, mechanische Speicherung und Wärmespeicherung klassifiziert. Aktuelle und innovative Speicher sind die Redox-Flow-Batterie, der Lithium-Akkumulator, der Blei-Akkumulator und der Doppelschichtkondensator.
Die Bundesregierung möchte dass bis 2020 eine Millionen Elektroautos in Deutschland angemeldet sind. Die Fahrzeuge werden mit einer Energieeffizienz von über 90% bewegt, Kraftfahrzeuge welche mit Diesel oder Benzin betrieben werden mit ca. 40%.
Die zukunftsorientierte Darstellung des elektrischen Energieversorgungsnetzes in Form eines Modells beinhaltet Großverbraucher, Kleinverbraucher, regenerative Energiequellen, Stromtankstellen, Speicher für elektrische Energie und regelbare Ortsnetztransformatoren.
Die Simulation des elektrischen Energieversorgungsnetzes von einem Quartier im Stadtteil Marienthal in Zwickau dient dem Zweck, nach beliebig gestaltbaren Last- und Einspeisegängen Speicher für elektrische Energie zu dimensionieren. Basis dieser Last- und Einspeisegänge sind Messdatenreihen von Energiezählern in diesem Quartier. Die Auslegung der Energiespeicher ist nach dem realitätsnahen Betriebsführungsverhalten
Entwerfen eines Prototyps einer Minitaurtemperaturkammer mit Auslegung deren Regelung. Dabei mussten zu Beginn die Teile ausgewählt werden. Nach dem Zusammenbau der Kammer wurde diese mittels Abkphlungs- und Erwärmungskurven vermessen und mittels Matlab eine Übertragungsfunktion gefunden. Des Weiteren wurden ein PI-Regler, ein PL-Regler und ein Zustandsregler für die Regelung der Temperatur ausgelegt und mit Simulink simuliert. Danach wurden diese Regler an der Kammer getestet und messtechnisch untersucht. Zum Schluss wurde ein geeigneter Regler empfohlen.
Basierend auf dem Patent EU 16000667.2 wird ein Prototyp des beschriebenen Drehzahlsensor aus diskreten Hallsensoren aufgebaut und eine FPGA basierte Auswertelogik entwickelt, die die im Patent beschriebenen Funktionen zur automatischen Kalibrierung, Richtungserkennung, Fehlerkorrektur und Vibrationsunterdrückung darstellt. Zusätzlich wird ein Prüfstand aufgebaut, der die Prüfung der Sensorfunktionen erlaubt.
Datenlogger sind ein essentieller Bestandteil der modernen Fahrzeugerprobung mit denen der Nachrichtenverkehr von Bussystemen aufgezeichnet und überwacht werden kann. Gegenstand dieser Arbeit ist die Auswahl und Umsetzung eines Datenloggerkonzepts zur Aufzeichnung von CAN, CAN-FD, und LIN Botschaften. Dabei soll die Möglichkeit einer Zeitsynchronisation mit anderen Loggern gleicher Bauart geschaffen werden.
Die Recherche hat ergeben, dass die Bitraten bei der Codierung der Audio- und Videostreams den größten Einfluss auf die Nutzung im Bereich geringer Bandbreiten haben. Des Weiteren gibt es eine große Anzahl an verschiedenen Codecs, welche bei gleicher Bitrate, bedingt durch verschiedene Kompressionsverfahren, deutliche Unterschiede in der Qualität der codierten Inhalte aufweisen. Diese verschiedenen Kompressionsverfahren benötigen jedoch auch unterschiedlich viel Rechenleistung, was für eine mobile Anwendung durchaus zu beachten ist. Nach dieser Betrachtung wurden die verlustbehafteten Codecs x264 und Opus als potenziell beste Optionen für den Anwendungsfall betrachtet. Beide Codecs haben vergleichsweise geringe Hardwareanforderungen und sollen bei geringen Bitraten eine gute Qualität abliefern.
Anschließend wurde ein Konzept für die Anwendung erstellt. Das spezielle Anwendungsgebiet forderte eine Erstellung von Anwendungsfällen, welche auf verschieden gute Bandbreiten aufbauen. Des Weiteren wurden verschieden Zusatzfunktionalitäten erläutert, welche die Bedienung in einem industriellen Umfeld erleichtern können.
Im nächsten Schritt wurde eine Prototypanwendung auf Grundlage des frei verfügbaren Tools "VLC media player" erstellt. Dieses Tool bietet ein großes Potenzial für die geplante Anwendung, so ist der Source Code des Tools frei zugänglich und es beinhaltet bereits alle grundlegenden Funktionalitäten einer Videokonferenzsoftware und verschiedene Codecs, zwischen welchen einfach gewechselt werden kann.
Abschließend wurden mit dieser Prototypanwendung noch verschiedene Tests durchgeführt, um die Eignung des Tools und der zuvor betrachteten Codecs zu überprüfen.