FSEM II – Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität 2

Der zukünftige Markterfolg von Elektrofahrzeugen hängt ganz entscheidend von der Leistungsfähigkeit und Qualität der verwendeten Fahrzeugbatterien ab. Neben der der Konzeption, der Auswahl der Zellen, dem mechanischen Aufbau und der elektrischen Verschaltung kommt dem Batteriemanagementsystem eine zentrale Aufgabe als Intelligenz des Batteriesystems zu. Es übernimmt u.a. die Zustandsbestimmung sowie die Sicherheitsfunktionen im Batteriesystem und ist damit maßgeblich für den zuverlässigen und reichweitenoptimierten Betrieb des Fahrzeugs verantwortlich.

Batteriemanagementsysteme stellen die zentrale Intelligenz des Batteriesystems dar. Sie verhindern sowohl eine Überladung als auch eine Tiefentladung des Batteriesystems. Eine hochgenaue Spannungsmessung jeder Batteriezelle ist neben der präzisen Messung des Stroms auch die Basis für eine korrekte Ladezustands- und Alterungsbestimmung. Hierzu entwickelt des Fraunhofer ISE stochastische Filterverfahren, wie z. B. den sogenannten Partikelfilter, die es ermöglichen, den Ladezustand (SOC) sowie den Alterungszustand (SOH) jeder einzelnen Zelle während des Betriebs mit hoher Genauigkeit zu ermitteln. Grundlage für die Zustandsbestimmung stellen sogenannte Batteriemodelle dar, die durch Messungen im Batterielabor parametrisiert und validiert werden. Am Fraunhofer ISE wird ein System entwickelt, das aus einem sogenannten Battery Frontend pro Batteriemodul sowie einem übergeordneten zentralen Batteriemanagementsystem (C-BMS, Abb. 1) besteht. Hierbei ermöglicht das Frontend neben den Mess- und Balancingfunktionen eine intelligente Anbindung über den CAN-Bus an das C-BMS. Das Cell Balancing sorgt auf der Basis der hochgenauen Zustandsbestimmung für einen Ausgleich der einzelnen Zellladungen.

Im Rahmen der »Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität II« baut die Fraunhofer-Gesellschaft ihre erfolgreichen Arbeiten auf dem Gebiet der Elektromobilität weiter aus. Das Fraunhofer ISE entwickelt hierbei ein innovatives Batteriemanagementsystem für ein Leichtbauenergiepack, das mit den oben genannten Vorzügen jederzeit einen sicheren und reichweitenoptimierten Betrieb gewährleistet.