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MK

M. Sc. Martin Kupper

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Gruppe: 

Alternative Energiesysteme


Raum: 206
Tel.: +49 721 608 - 42708
Fax: +49 721 608 - 42707
martin kupperMnw8∂kit edu

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Campus Süd
Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
Geb. 11.20 (Engler-Villa)
Kaiserstr. 12
D-76131 Karlsruhe


Lebenslauf

Bachelorstudium der Elektrotechnik an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Karlsruhe (B. Eng. 2010). Dabei praktische Tätigkeit am Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (ehem. Forschungszentrum Karlsruhe). Anschließend Masterstudium der Elektro- und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (M. Sc. 2013). Masterarbeit am IRS zum Thema „Parameteridentifikation eines fraktionalen Systems mit der Hilfe von Modulationsfunktionen“. Seit Oktober 2013 wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRS. Weitere praktische Tätigkeit bei der ITK Engineering GmbH.

Forschung

Durch die Knappheit fossiler Energieträger und einen höher werdenden Mobilitätsanspruch gewinnen Li-Ionen-Batterien immer mehr an Bedeutung. Da in vielen Anwendungen (beispielsweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen) einzelne Batteriezellen nicht genügend Leistung und Kapazität liefern, werden dort viele Zellen zu einem Batteriestack zusammengeschaltet. Dabei liegen jedoch Streuungen der Zustände und der Parameter der einzelnen Zellen vor, welche erkannt und ausgeregelt werden müssen. Außerdem muss für die Zellen besondere Sicherheit gewährleistet werden, wodurch der Einsatz von Batteriemanagementsystemen (BMS) für diese Aufgaben erforderlich wird.

Ein Problem bisheriger globaler BMS-Strukturen ist, dass bei wachsender Zellenanzahl auch die Systemordnung des Batteriemodells ansteigt. Schon bei kleinen Änderungen am System muss das BMS angepasst werden, was bei steigender Batteriegröße immer komplizierter und fehleranfälliger wird. Bei einem Fehler oder Teilausfall des Systems kann die Sicherheitsanforderung nicht mehr überprüft und garantiert werden.

Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine neue dezentrale und verteilte Architektur für das BMS zu entwickeln. Bei diesem Prinzip der „intelligenten Zelle“ ist jede Batteriezelle lokal für ihre Diagnose, ihre Steuerung und ihre Sicherheit verantwortlich. Dadurch wird das Gesamtmodell auf die Zellen verteilt und die lokale Systemordnung fällt geringer aus. Weiterhin verspricht diese Methode weitere Vorteile wie eine einfachere Parametrierung, eine dynamischere Struktur und Zugriff auf eine weit entwickelte Mikrocontrollertechnologie.

Lehre

Offene Abschlussarbeiten
Titel Typ


Publikationen


2019
Unknown input kalman filtering for linear discrete-time fractional order systems with direct feedthrough.
Kupper, M.; Pfeifer, M.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2019. 2019 18th European Control Conference (ECC), Napoli, Italy, June 25-28, 2019, 1848–1853, IEEE. doi:10.23919/ECC.2019.8795817
Current and State of Charge Estimation of Lithium-Ion Battery Packs Using Distributed Fractional Extended Kalman Filters [in press].
Kupper, M.; Creutz, A.; Stark, O.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2019. Conference on Control Technology and Applications (CCTA), Hong Kong, China, 19–21 August 2019, IEEE, Piscataway (NJ)
Unknown Input Kalman Filtering for Linear Discrete-Time Fractional Order Systems With Direct Feedthrough [in press].
Kupper, M.; Pfeifer, M.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2019. European Control Conference (ECC), Naples, Italy, 25–28 June 2019, IEEE, Piscataway (NJ)
An Extension of the Modulating Function Method for Online Parameter Identification of Initialized Fractional Order Models.
Stark, O.; Kupper, M.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2019. 2019 International Conference on Fractional Calculus Theory and Applications (ICFCTA 2019), Bourges, F, April 25-26, 2019
2018
Verteilte Zustandsschätzung für fraktionale Systeme am Beispiel von Lithium-Ionen-Batterien.
Kupper, M.; Hohmann, S.
2018. GMA-Fachausschuss 1.40, Systemtheorie und Regelungstechnik, Anif / Salzburg, 17. - 19. September 2018
Fractional Extended and Unscented Kalman Filtering for State of Charge Estimation of Lithium-Ion Batteries.
Kupper, M.; Funk, C.; Eckert, M.; Hohmann, S.
2018. 2018 Annual American Control Conference (ACC), Milwaukee, WI, USA, 27–29 June 2018, 3855–3862, IEEE, Picataway (NJ). doi:10.23919/ACC.2018.8430859
Cascaded Fractional Kalman Filtering for State and Current Estimation of Large-Scale Lithium-Ion Battery Packs.
Kupper, M.; Brenneisen, J.; Stark, O.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2018. 2018 Chinese Control And Decision Conference (CCDC), 5071–5078, IEEE, Piscataway, NJ. doi:10.1109/CCDC.2018.8408010
Online Parameter Identification of a Fractional Order Model.
Stark, O.; Kupper, M.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2018. 57th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2018), Miami, FL, December 17-19, 2018, 2303–2309, IEEE, Piscataway, NJ. doi:10.1109/CDC.2018.8619723
2017
Distributed and Decentralized Kalman Filtering for Cascaded Fractional Order Systems.
Kupper, M.; Gil, I. S.; Hohmann, S.
2017. Proceedings of the 2017 American Control Conference (ACC), Seattle, Washington, USA, 24th - 26th May 2017, 5223–5230, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.23919/ACC.2017.7963766
2016
Distributed State Estimation of Large-Scale Fractional Order Systems.
Kupper, M.; Hohmann, S.
2016. SINO-EU Doctoral School for Sustainability Engineering, Harbin, 29.08.2016 - 02.09.2016
Distributed and Decentralized State Estimation of Fractional Order Systems.
Kupper, M.; Gil, I. S.; Hohmann, S.
2016. Proceedings of the 2016 American Control Conference (ACC), Boston, Massachusetts, USA, 6th - 8th July 2016, 2765–2771, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/ACC.2016.7525337
2015
Possible New Concepts for Robust Battery Management Systems.
Kupper, M.; Schuff, T.; Hohmann, S.
2015. 24. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, Aachen, 5.-7.10.2015, ika, VKA, Aachen
2014
Fraktionale Systemidentifikation von Batteriezellen mithilfe von Modulationsfunktionen.
Eckert, M.; Kupper, M.; Hohmann, S.
2014. GMA-Fachausschuss 1.30, Workshop "Modellbildung, Identifikation und Simulation in der Automatisierungstechnik", Anif/Salzburg, 24. - 26.09.2014
Functional Fractional Calculus for System Identification of Battery Cells.
Eckert, M.; Kupper, M.; Hohmann, S.
2014. at-Automatisierungstechnik, 62 (4), 272–281. doi:10.1515/auto-2014-1083
Functional Fractional Calculus for Identification of Time Variant Systems.
Eckert, M.; Kupper, M.; Hohmann, S.
2014. 7th International Workshop on Impedance Spectroscopy (IWIS), Chemnitz University of Technology, Germany, September 25-27, 2014
2013
Rerouting: Scalable NoC self-optimization by distributed hardware-based connection reallocation.
Heisswolf, J.; Singh, M.; Kupper, M.; König, R.; Becker, J.
2013. 2013 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, ReConFig 2013, Cancun, Mexico December 9-11, 2013. Ed.: R. Cumplido, 1–8, IEEE, Piscataway (NJ). doi:10.1109/ReConFig.2013.6732328
Providing multiple hard latency and throughput guarantees for packet switching networks on chip.
Heisswolf, J.; König, R.; Kupper, M.; Becker, J.
2013. Computers & electrical engineering, 39 (8), 2603–2622. doi:10.1016/j.compeleceng.2013.06.005