Treball acadèmics fet a l'Institute of Industrial and Information Technology (IIIT) del Karlsruhe Institute of Technology (KIT)

[ANGLÈS] With the aim of innovating a new physical layer that can be used as an alternative to the standard of the Battery Management System (BMS, CAN-Bus), wireless approach proposes a new BMS communication system to transmit information between the Battery Control Unit (BCU) and the Cell Sensor Units (CSU). Multi-carrier modulation techniques are appropriated when the transmission occurs over frequency selective channels such as the channel within the battery pack, one of these techniques is Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). OFDM can provide large data rate in environments with several channel conditions, like narrowband interference or multipath fading. Countless of applications are studied to improve OFDM system and adapt it as a solution. The Institute of Industrial and Information Technology (IIIT) in Karlsruhe Institute of Technology (KIT) helps to give a new purpose to a project called IntLIon. The IntLion project aims for controlling and monitoring each cell found in a battery pack individually, without extra cabling and with a higher bandwidth than the current systems typically based on CAN-Bus standard. The work of the group involves the investigation of wireless channel inside the battery and its viability as new BMS alternative. The purpose of this thesis is to provide a simulation of an OFDM system, employing the vector network analyzer (VNA) to measure the transfer function between antennas inside the battery prototype which will be used as communication channel. The OFDM parameters should be adaptive to the channel behavior, varying parameter such as modulation, constellation, cyclic prefix, etc. Applying frequency diversity technique in conjunction with a channel coding, the system acquires more robustness against the distorting effects.

[CASTELLÀ] Con el objetivo de crear una nueva capa física que pueda ser usada como alternativa al estándar de Battery Management System (BMS, CAN-Bus), una solución inalámbrica propone un nuevo sistema de comunicaciones BMS para transmitir información entre el Battery Control Unit (BCU) y las Cell Sensor Units (CSU). Las técnicas de modulación multi-portadora son apropiadas cuando la comunicación ocurre sobre un canal selectivo en frecuencia, tal y como lo es el canal dentro un paquete de batería. Una de estas técnicas es Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). OFDM puede generar altas velocidades de transmisión en entornos con condiciones adversas como interferencia de banda estrecha o trayectoria multi-camino. Numerosas aplicaciones estudian, mejoran y adaptan un sistema OFDM como solución. La propuesta de esta tesis es realizar una simulación OFDM, empleando el analizador vectorial de redes para medir la función de transferencia entre antenas dentro de un prototipo de batería, el cual es usado como canal de comunicaciones. Los parámetros OFDM deben ser adaptativos dependiendo del comportamiento del canal, variando parámetros como la modulación, constelación, prefijo cíclico, etc. Aplicando diversidad de frecuencia junto con codificación de canal, el sistema adquiere más robustez frente efectos distorsionantes.

[CATALÀ] Amb l’objectiu de crear una nova capa física que pugui ser usada com alternativa a l’estàndar de Battery Magement System (BMS, CAN-Bus), una solució sense fils proposa un nou sistema de comunicacions BMS per transmetre informació entre el Battery Control Unit (BCU) i les Cell Sensor Units (CSU). Les tècniques de modulacions multi-portadora són apropiades quan la comunicació es dona dins d’un canal selectiu en freqüència, tal i com és el canal d’un paquet de batería. Una d’aquestes tècniques s’anomena Ortogonal Frequency Disivision Multiplexing (OFDM). OFDM pot generar velocitats de transmissió elevades en entorns amb condicions adverses com interferència de banda estreta o trajectòria multi-camí. Nombroses aplicacions estudien, milloren i adapten un sistema OFDM com a solució. La proposta d’aquesta tesi és realitzar una simulació OFDM , emprant l’analitzador de xarxes per mesurar la funció de transferència entre antenes dins d’un prototip de bateria, el qual és utilitzat com a canal de comunicacions. Els paràmetres OFDM han de ser adaptatius depenent del comportament del canal, variant paràmetres com la modulació, la constel•lació , el prefix cíclic, etc. Aplicant diversitat de freqüència juntament amb codificació de canal, el sistema adquireix més robustesa davant d’efectes distorsionants.