Batteriemanagementsystem

Ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist ein elektronisches Steuergerät, welches zur Überwachung und Regelung eines nachladbaren Batterie-, d.h. Akkumulatorsystems dient. BMS finden sich in modernen Kraftfahrzeugen, Notstromsystemen oder auch Photovoltaikanlagen. Ein sehr populäres Beispiel stellen auch Notebooks dar.

Die einfachste Form ist ein Laderegler, moderne Systeme verfügen jedoch oft über komplexe Steuerungen, die mehrere Akkumulatorzellen steuern und Informationen über deren Zustand bereitstellen.

Eine der großen Herausforderungen ist die Überwachung des Ladezustandes, der bei vielen Akkumulatortypen nur schwierig zu bestimmen ist. Ganz neue Relevanz erfährt ein Batteriemanagementsystem im Zusammenhang mit dem Aufkommen von Akkumulatoren auf Lithiumbasis, bei denen auch die Einzelzellen sehr genau überwacht werden müssen.

Einsatz im Fahrzeug

Beim Einsatz in der Fahrzeugtechnik dient ein BMS zusätzlich als Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug und den in der Batterie verbauten elektronischen Komponenten. Über ein BMS werden dabei Funktionen gesteuert, die für die aktuellen Betriebszustände des Fahrzeugs nötig sind. So wird bei einem abgeschalteten Fahrzeug das Batteriesystem in den Schlafmodus gesetzt. Das BMS wird dabei regelmäßig nach einer im BMS programmierten Software-Zykluszeit kurz gestartet. Während dieser „Wachzeit“ wird vom BMS eine Prüfung des Batteriesystems durchgeführt, um sämtliche Daten (Spannungen, Temperaturen, usw.) auf mögliche Fehler zu untersuchen. Gleichzeitig steuert ein BMS Maßnahmen, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Akkumulators zu optimieren. Das heißt beispielsweise durch Kühlen und gegebenenfalls Beheizen für ein geeignetes Temperaturniveau zu sorgen.

Wird der Fahrzeugmotor gestartet, so wird ein Schaltbefehl vom Steuergerät des Fahrzeugs zum BMS geschickt, welches daraufhin die Schütze des Batteriesystems schließt, um den Motor in den dafür programmierten Fällen mit Strom zu versorgen. Tritt während des Betriebs ein Fehler im Batteriesystem auf, so wird dieser vom BMS verarbeitet und einer Fehlerkategorie zugeordnet – entsprechend dem Fehler wird nun eine Meldung an den Fahrer geschickt und im schlimmsten Fall wird das Batteriesystem in einen sicheren Zustand gebracht (die Schütze öffnen).

Funktionen von Batteriemanagementsystemen

Als Standardfunktionen bei Batteriemanagementsystemen können gelten: ^[1]

1. Zellschutz
2. Ladekontrolle
3. Lastmanagement
4. Bestimmung des Ladezustandes
5. Bestimmung der Zellgesundheit
6. Ausbalancieren der Zellen
7. Historie
8. Authentifizierung und Identifizierung
9. Kommunikation
10. Thermomanagement

Standardisierungsfragen

Nachdem die Lebensdauer der Zellen geringer als die des Fahrzeuges ist, und um dem Kunden eine Auswahl aus mehreren Mitbewerbern zu ermöglichen wäre eine standardisierte Schnittstelle vom BMS zum Fahrzeug wünschenswert. Damit könnte sich bei Integration des Lademanagement in das BMS die Zellchemie unabhängig weiter entwickeln.

Einzelnachweise

1. ↑ Battery Management Systems (BMS) www.mpoweruk.com-Internetportal, Rubrik "Electropaedia", Sektion "Battery and Energy Technologies" (englisch)