dSpace Entwicklungsumgebung für das Batteriemanagement von Li-Ion-Zellen

Das „Battery Cell Voltage Measurement and Balancing“-System von dSpace.
Das „Battery Cell Voltage Measurement and Balancing“-System von dSpace.

Systeme mit bis zu 200 Batteriezellen unterstützt das neue „Battery Cell Voltage Measurement and Balancing“-Tool von dSpace. Das modulare Entwicklungssystem verfügt zudem über umfangreiche Fehlererkennungs- und Alarmfunktionen.

Das RCP-System für die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen (BMS) vereinfacht die Algorithmen-Entwicklung für das Batteriemanagement, indem es ein hochgenaues Messen und Regeln der Zellspannung von Lithium-Ionen-Batterien ermöglicht. Komplexe Systeme wie BMS interagieren mit anderen Fahrzeugsystemen wie Antriebsstrang, Energiemanagement, Fahrzeugsicherheit, Infotainment etc. Daher können diese Systeme nicht isoliert entwickelt werden, sondern erfordern intuitive Rapid-Control-Prototyping (RCP)-Systeme im Fahrzeug, die schnelle Iterationen mit einem Maximum an Regelbarkeit bieten. Um diese Anforderung zu erfüllen, erweitert dSpace nun sein RCP-Portfolio.

Bei der neuen dSpace Entwicklungsumgebung handelt es sich um ein modulares, direkt im Fahrzeug einbaubares System, mit dem sich Ausbaustufen für bis zu ca. 200 Batteriezellen bzw. 846 V Gesamtspannung realisieren lassen. Es erreicht eine Messgenauigkeit von ± 3 mV bei einer Messfrequenz von bis zu 1 kHz, unabhängig von der Anzahl der Zellen. Dadurch wird es möglich, die Leistungscharakteristik der Zellchemie in einer realen Umgebung nachzuvollziehen.

Das System verfügt über Cell-Balancing-Funktionen, die den Ladezustand einzelner Zellen ausgleichen und den sicheren Betrieb gewährleisten. So wird thermische Instabilität verhindert und die Lebensdauer der Batterie verlängert. Der Modus „Manuelles Balancing“ bietet dem Anwender alle Freiheiten, um Zellen einzeln oder zusammen in beliebigen Intervallen auszugleichen. Mit dem „Automatischen Balancing“ gibt es eine Komfortfunktion, die dem Anwender über Angabe von Zielspannung und Abschaltzeit den Rücken frei hält, damit er sich auf das Bearbeiten höherwertigerer Algorithmen konzentrieren kann.

Der Umgang mit den hohen Spannungen der Li-Ion-Batterien erfordert zuverlässige Sicherheitsvorkehrungen. Daher verfügt das “Battery Cell Voltage Measurement and Balancing”-System über umfangreiche Fehlererkennungs- und Alarmfunktionen. Dazu gehören unter anderem Warnungen vor Hardware-, Kommunikations- und Synchronisationsfehlern, Überhitzung, Isolationsfehlern sowie Unter-, bzw. Überspannung der Zellen.