Batterie­management­systeme (BMS) und Zustandsbestimmung

Batterie- und Energiemanagementsysteme

Batterie­management­system
© Fraunhofer ISE
Entwurf und Weiterentwicklung von Batterie­management­systemen (BMS) mit modularem und flexiblem Aufbau.

Die Steuerung in Geräten und Anlagen benötigt kontinuierlich Informationen über den Zustand des Batteriespeichers. Auch bei den fortschrittlichsten Batterietechnologien hat der Nutzer keine  direkten Informationen über den internen Zustand der Batterie: Wie ist ihr Ladezustand (SOC)? In welchem Alterungszustand befindet sich die Batterie (SOH)? Wann muss sie ausgetauscht werden? Das Fraunhofer ISE kann modellbasiert den Ladezustand (SOC) und die Alterung der Batterie (SOH) in Echtzeit erfassen und dem Benutzer Informationen über diese Zustände liefern. Modelle zur Alterungsvorhersage, ebenfalls auf der Batteriemanagement (BMS)-Hardware implementierbar, ermöglichen Aussagen über den Einfluss von Betriebsstrategien auf die Lebensdauer des Batteriespeichers. Wir entwickeln intelligente Lade- und Betriebsführungsstrategien, die problemlos in Mikrocontroller von Ladereglern, Gerätesteuerungen sowie Batterie- und Energiemanagementsystemen integrierbar sind. So können z. B. das Kühlsystem geregelt, Fehlerzustände diagnostiziert und angeschlossene Ladegeräte optimal angesteuert werden um z. B. eine batterieschonende Schnellladung zu ermöglichen.

Ladezustandsbestimmung

Batteriemanagementsystem Layout
© Fraunhofer ISE
Batteriemanagementsysteme werden im Haus entworfen und bestehende Systeme werden weiterentwickelt. Dies ermöglicht ein effizientes und innovatives Design mit passender Software.

Die Bestimmung des Ladezustandes ist ein wesentliches Kriterium für das sichere Arbeiten einer Batterie. Der Ladezustand einer Batterie kann nicht direkt gemessen werden, sondern muss anhand von Messungen der Spannung und des Stroms berechnet werden. Das Fraunhofer ISE forscht an Methoden, um den Ladezustand möglichst genau und in Echtzeit bestimmen zu können. Dabei werden nicht nur die herkömmlichen Verfahren untersucht und weiterentwickelt, sondern es werden auch neue Ansätze geprüft. Modellbasierte Verfahren und moderne Filtermethoden erlauben eine Ladezustandsbestimmung bei verschiedenen Profilen, Temperaturen und Batterietypen. Unser Team berät und erstellt Testprofile und Modelle, um für unterschiedlichste Batterietypen und Applikationen eine zuverlässige Ladezustandsbestimmung zu ermöglichen.

Unsere FuE-Leistungen in diesem Arbeitsgebiet umfassen:

  • Entwicklung von Batteriemanagementsystemen
  • Entwicklung von Algorithmen zur Zustandsbestimmung
  • Beratung zum Thema BMS und Ladezustandsbestimmung