Batterie Management Systeme für Lithium-Ionen Batterien

© Fraunhofer ISE

Modul Management System zur Überwachung eines Zentralverbunds

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Zentrales Management System zur Steuerung eines Batteriesystems

Batteriemanagementsysteme sind zunächst für die Überwachung und die korrekte Steuerung von Batteriesystemen zuständig.

Batteriesysteme sind chemische Energiespeicher. Sie bestehen aus mehreren einzelnen Batteriezellen, welche elektrisch in Reihe oder parallel verschaltet werden, um die Spannung und die Kapazität des Speichers zu erhöhen.
Aufgrund ihrer hohen Energiedichte ist die Lithium-Ionen Batterie derzeit die zu favorisierende Batterietechnologie.

Batteriemanagementsysteme verhindern sowohl eine Überladung als auch eine Tiefentladung eines solchen Batteriesystems und dessen Batteriezellen. Darüber hinaus sind sie für eine korrekte Zellsymmetrierung (Cell Balancing) zuständig. Eine hochgenaue Spannungsmessung jeder Batteriezelle ist neben der Überwachung auch für eine korrekte Ladezustands- und Alterungsbestimmung der Batterie notwendig. Neben der Überwachung der Batterie muss ein BMS auch in der Lage sein, mit anderen Steuergeräten zu kommunizieren und entsprechende Parameter der Batterie vorzugeben bzw. bereitzustellen.

 

Es bestehen mehrere Ansätze zur Umsetzung eines BMS. Meist werden Zellverbünde mit mehreren Batteriezellen in Reihe zu einem Batteriemodul zusammengefasst. Eine entsprechende Elektronikplatine ist dann für die Messung und Überwachung dieser Zellverbünde zuständig. Von einer übergeordneten Zentraleinheit werden alle Daten gesammelt, ausgewertet und entsprechende Maßnahmen getroffen.

 

Am Fraunhofer ISE werden mehrere BMS Ansätze im Rahmen von Forschungsprojekten entwickelt und im Batterietestlabor geprüft.

Dies wird durch folgende Kompetenzen abgedeckt:

  • Hard- und Softwareentwicklung BMS
  • Umfangreiches Batterieprüflabor
  • Algorithmen Entwicklung (bspw. SOC, SOH)
  • Modellierung und Simulation von Batterien