Masterarbeit „Entwicklung und Evaluation eines BLE‑basierten BMS mit MQTT-Anbindung"

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Unsere rund 1.400 Mitarbeitenden arbeiten für ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien. Dazu tragen wir mit unseren Forschungsschwerpunkten Energiebereitstellung, Energieverteilung, Energiespeicherung und Energienutzung bei. Durch herausragende Forschungsergebnisse, erfolgreiche Industrieprojekte, Firmenausgründungen und globale Kooperationen gestalten wir die nachhaltige Transformation des Energiesystems.

Für unsere Gruppe „Batteriesystemtechnik“ suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung einer Masterarbeit.

In unserem Forschungslabor entwickeln wir ein drahtloses Batteriemanagementsystem, bei dem nRF52840‑basierte Messplatinen ihre Messdaten über BLE‑5 (Extended bzw. Periodic Advertising) senden und ein ESP32‑S3 als Zentrale die Daten erfasst und per MQTT an Backend‑Systeme übermittelt. Ziel ist eine robuste, energieeffiziente Telemetrie im Batterie‑nahen Umfeld, die Reichweite und Zuverlässigkeit durch optionales Coded PHY erhöht und eine stabile Koexistenz mit Wi‑Fi sicherstellt. Im Rahmen der Arbeit entwirfst und entwickelst du die Firmware der Messplatinen einschließlich SPI‑Anbindung sowie die Gateway‑Software, definierst das Telemetrie‑ und Sicherheitskonzept und setzt einen schlanken Rückkanal für Kommandos um. Anschließend evaluierst du das Gesamtsystem in Labor‑ und Feldtests hinsichtlich Paketverlustrate, Latenz, Reichweite und Energiebedarf und leitest daraus Optimierungen von Intervallen, PHY und Sendeleistung ab. Die Arbeit ist Bestandteil eines laufenden Projekts; die erzielten Ergebnisse fließen direkt in die Weiterentwicklung eines skalierbaren, funkbasierten BMS ein und werden wissenschaftlich ausgewertet und dokumentiert.

Was Du bei uns tust

Du arbeitest Dich in die vorhandenen Vorarbeiten ein.
Du konzipierst und entwickelst die Funk-Hardware: Schaltplan/Layout
Du führst Messreihen im Batterielabor durch und bewertest deine Messergebnisse.
Du implementierst die Firmware mit SPI‑Anbindung und energieeffizientem BLE.
Du entwickelst das WLAN-Gateway (BLE‑Scanning/Parsing, MQTT, Downlink).
Du definierst das Sicherheitskonzept und optimierst Intervalle/PHY/Sendeleistung.
Du dokumentierst die wissenschaftliche Arbeit und präsentierst deine Ergebnisse.

Was Du mitbringst

Du bist eingeschriebene*r Student*in der Fachrichtung Embedded Systems, Informatik, Elektrotechnik oder einer vergleichbaren Fachrichtung.
Du konntest bereits erste Erfahrungen im Elektroniklabor sammeln, vor allem die Vermessung und der Aufbau eingebetteter Systeme.
Du kennst Dich mit Funktechniken, Batterien und Programmierung aus.
Der sichere Umgang mit Programmiersprachen wie C/C++ und Python ist für Dich selbstverständlich.
Es ist Dir wichtig, Dich in Deinem Team einzubringen und auch in der interdisziplinären Zusammenarbeit gemeinsam Ziele zu erreichen.
Bei Herausforderungen hast Du einen langen Atem und gibst nicht nach, bis Du das gewünschte Ziel erreicht hast.
Du konntest Deine guten Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift bereits erfolgreich unter Beweis stellen.

Was Du erwarten kannst

Exklusiver Einblick: In der gemeinsamen Arbeit mit den Wissenschaftler*innen unserer Arbeitseinheit gewinnst Du einen Einblick in den Alltag von Forschung und Entwicklung an einem Forschungsinstitut.
Laborinfrastruktur: Am Fraunhofer ISE arbeiten wir an modernsten Anlagen und Geräten, sodass Forschungsprojekte auf dem neuesten Stand der Technik durchgeführt werden können.
Forschungsmix: Du erhältst bei uns die Möglichkeit, experimentelle Arbeit mit der Theorie zu verbinden und so Dein Wissen aus dem Studium anzuwenden und zu erweitern.
Betreuung: Bei Deiner Arbeit wirst Du durch Wissenschaftler*innen betreut und Du erhältst Feedback zu Deinen Fortschritten.
Teamwork: Im Austausch mit den wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeitenden sammelst Du Erfahrungen zur Arbeit im Team und kannst Deine bereits gemachten Erfahrungen einbringen.
Arbeitszeit und -ort: Wir bieten Dir die Möglichkeit, Deine Arbeitszeit in Absprache flexibel an Deine Bedürfnisse anzupassen und ab und an von zuhause aus zu arbeiten.
Chancengleichheit: Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.
After Work: Feiere Dich und Deine Kolleg*innen bei After-Work Events oder unseren jährlichen Mitarbeitendenfesten.

Zusätzlich zu der Abschlussarbeit wird ein Vertrag als Wissenschaftliche Hilfskraft vereinbart. Die Vergütung hierfür richtet sich nach dem Abschlussgrad der Hochschulausbildung.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Haben wir Dein Interesse geweckt? Dann bewirb Dich jetzt online mit Deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen (inkl. Anschreiben, Lebenslauf, Arbeitszeugnisse/Leistungsnachweis). Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:

Waleri Milde

E-Mail: waleri.milde@ise.fraunhofer.de.

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

www.ise.fraunhofer.de

Kennziffer: 81192

Stellensegment: Embedded, Firmware, Advertising, Technology, Marketing

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