Startseite > Automotive > Elektromobilität > Ohne Impedanzspektroskopie keine neuen Geschäftsmodelle

Batterie als Elektromobilitäts-Schlüssel

Ohne Impedanzspektroskopie keine neuen Geschäftsmodelle

3. August 2017, 16:18 Uhr | Von Andreas Mangler, Olfa Kanoun und Thomas Günther

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Messung in wenigen Sekunden bis wenigen Minuten

Um die Messdauer von rund einer Stunde bei aktuellen Verfahren auf wenige Minuten zu reduzieren, wurden neue Algorithmen für die Anregungssignale entwickelt (Bild 2). Diese ermöglichen es, sämtliche Berechnungen simultan zur Messung durchzuführen. Damit beträgt die Messdauer zwischen drei Sekunden und fünf Minuten, abhängig davon, wie umfassend die Batterie analysiert werden soll. Der erforderliche Speicher des Controllers zur Zwischenspeicherung der Messdaten konnte auf unter 1,5 kB reduziert werden.

Jobangebote+ passend zum Thema

Regional Key Account (m/w/d) für Elektronische Bauteile

KOA Europe GmbH, Dägeling

Alle Jobangebote im Elektroniknet Karrierebereich anzeigen

Das heißt, Messungen können während des Betriebs in definierten Zyklen, zum Beispiel in bestimmten Betriebszuständen, wiederholt werden – wie zum Beispiel beim Ampelstopp. So liegen über die Batterie im laufenden Betrieb exakte Werte vor, aus denen sich ihr tatsächlicher SoH sehr genau diagnostizieren und ihr RUL vorhersagen lässt.

Das bedeutet, dass sich die Batterie bis zu ihrem tatsächlichen Lebensende vollständig nutzen lässt. Autohersteller haben damit die Chance, die Reichweite ihres Elektroautos zu erhöhen, die Garantie für ihre Batterien zu verlängern oder das Batteriesystem kleiner und damit preiswerter auszulegen.

Weil die Batterieimpedanz temperaturabhängig ist, ermöglicht die Lösung zudem ein echtes Temperaturmanagement basierend auf aktuellen, präzisen Messwerten mit Hilfe einer nicht-invasiven Methode. So lässt sich dieses Schlüsselelement des Batteriemanagementsystems deutlich optimieren.

Die Messdaten werden vor Ort gespeichert sowie verarbeitet und müssen nicht in die Cloud gesendet werden. Damit gibt es weniger Risiken durch Übertragungsabbrüche, Manipulation und Ausspähen vertraulicher, extern liegender Daten. Entsprechende Schutzmechanismen zur Authentifizierung und Verschlüsselung der Daten im Embedded-System gegen Angriff von außen sind aber immer notwendig.

Die von der Professur für Mess- und Sensortechnik entwickelten Prototypen-Hardware (Bild 3) ermöglicht die Diagnose von vier Batteriezellen gleichzeitig, die Hardware lässt sich beliebig auf größere Systeme skalieren. Mit diesen Charakteristika erfüllt die Lösung alle Anforderungen der Entwicklung für Steuergeräte im Automotive-Bereich sowie auch weitere Anforderungen der Zielanwendung: Sie ist klein, robust und kostengünstig mit einem integrierten Mikrocontroller umsetzbar.

Die Autoren