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Batteriemanagementsysteme für Automotiveanwendungen (Lithium-Ionen-Batterien)

Hardwarekonzepte, Batteriediagnostik und Zustandsbestimmung der Batterie

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Batteriemanagementsysteme für Automotiveanwendungen (Lithium-Ionen-Batterien)

Die Fortbewegungsmittel der Zukunft fahren elektrisch (Elektromobilität). Elektrofahrzeuge mit Lithium-Ionen Akkus sind derzeit angesagt. Insbesondere im Automotive-Bereich ist daher der Einsatz von Batteriesystemen (Batterien) zunehmend verbreitet. Ein jedes Batteriesystem (Akku) benötigt ein Batteriemanagementsystem (BMS), dessen Ziel die optimale Nutzung des Batteriespeichersystems ist zur Erlangung einer möglichst großen Reichweite und einer langer Lebensdauer. Zur Erreichung dieses Ziels bestimmt das BMS diverse Zustände des Batteriesystems (der Batteriezellen) angefangen vom Ladezustand (State of Charge, SOC) über den Alterungszustand (State of Health, SOH) bis zur Restlebensdauer (Remaining Useful Life, RUL) oder dem Sicherheitszustand (State of Safety, SOS) der Batterie. Die Bestimmung dieser Zustände erfolgt über ausgefeilte Algorithmen, die entweder modell- oder datenbasiert arbeiten. Aus den ermittelten Messdaten, die durch dem BMS untergeordnete Module ermittelt werden, und den im BMS bestimmten und prädizierten Zuständen wird eine Betriebsstrategie abgeleitet. Sie wird durch die Steuerung des Lademanagements, des thermischen Managements, der Umrichter und des Ausgleichssystems (Balancing-Systeme) des Batteriespeichers umgesetzt. Doch schon das Design des Systems, vom Hardwarekonzept des Gehäuses über die Kontaktierung bis hin zur Anordnung der Zellen beeinflusst die endgültige Performance des Gesamtsystems. Insgesamt bilden die Bausteine wie die Zustandsbestimmung, die Messtechnik, das Verschaltungskonzept, das Balancing-System, das thermische Management und das grundsätzliche Konzept die Basis eines funktionierenden Batteriemanagementsystems.

Zum Thema

Batteriesysteme brauchen gezwungener Maßen durch die Anforderungen der Lithium-Ionen Batterien und deren Nachfolger ein ausgeklügeltes Batteriemanagementsystem (BMS). BMS bestehen aus diversen Software- als auch Hardwarekomponenten, die zusammen ein funktionsfähiges System bilden. Softwareseitig geht es um die optimale Ausnutzung des Potentials des Batteriesystems, dazu benötigt es die Bestimmung verschiedener Zustände. Die Zustände umfassen den Ladezustand (SOC), den Alterungszustand (SOH), den Funktionszustand (State of Function, SOF), die Restlebensdauer (RUL) und auch den Sicherheitszustand (State of Safety, SOS). Zusätzlich werden die Messungen ausgewertet, Sicherheitskomponenten gesteuert, mit den anderen Steuergeräten im Fahrzeug kommuniziert und die Zellen mittels Ausgleichssystems (Balancing-System) auf den gleichen SOC gebracht. Zur Hardware des BMS gehören Sensorik für Strom-, Spannungs- und Temperaturmessungen, die Hardwarekomponenten des Balancings und Sicherheitsschalter.

Programm

Online-Seminar, 09:00 bis 16:30 Uhr

  • Batteriemanagementsysteme

    • Grundlagen und Begrifflichkeiten zu Batterien inkl. Alterung und Charakterisierung
    • Systemkonzepte und hardwareseitige Umsetzung inkl. Balancing und therm. Management
    • Zustandsbestimmung (SOC, SOH, SOF, Messungen und Modellbasiert)


Weitere Informationen entnehmen Sie dem Flyer-Download oder besuchen Sie uns im Digitalen Campus

Zielsetzung

Ziel des Seminars ist die Vermittlung der Grundlagen eines Batteriemanagementsystems auf Software- und Hardwareebene und zusätzlich auf aktuelle Trends in der Forschung einzugehen. Durch die Teilnahme an dem Seminar sind sie in der Lage an fachlichen Diskussionen rund um das Thema Batteriemanagementsysteme teilzunehmen.

Teilnehmerkreis

Die Veranstaltung richtet sich an alle, die sich mit dem Thema Batteriemanagementsysteme beschäftigen. Hierbei wird besonderer Fokus auf den Automotive Bereich gelegt.

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Referenten

Erik Goldammer

Elektrische Energiespeichertechnik, TU Berlin

Prof. Dr.-Ing. Julia Kowal

Steven Neupert, M. Sc.

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