Welche Vorteile bietet BMS – Battery Management System?

BMS – Gesamtlösung mit Garantie

Unsere Lithium-Ion-Akkus bestehen aus zwei Komponenten: der Hardware (Akkupaket) und der Software (BMS). Wir haben uns dafür entschieden, nur vollständige, d. h. aus Zellenpaket und BMS-Software bestehende Akkupacks anzubieten. Auf diese Weise können wir eine Garantie für eine Gesamtlösung anbieten.

Hersteller von reinen Akkuzellen können deren Betriebssicherheit nicht garantieren, da es in diesem Fall nicht möglich ist, die einzelne Zelle vor einer Anwendung außerhalb ihres sicheren Anwendungsbereichs schützen können. Gegebenenfalls muss das BMS-System an das Akkupaket angepasst werden, um eine Garantie für diesen Teil gewähren zu können. Bei uns erhalten Sie ein Akkupack mit einem Plus- und einem Minuspol sowie einem Kommunikationsbus.

Bei uns erhalten Sie eine Gesamtlösung – wir stehen für Garantie. Sie erhalten eine sichere Lösung!

Hardware

Die Hardware besteht aus dem eigentlichen Akkupaket, das entsprechend der gewünschten Spannung und Kapazität aus in Reihe oder parallel geschalteten Akkuzellen zusammengesetzt ist. Während des Betriebs werden die Zellen entladen. Im Idealfall ist die verbleibende Ladung aller Zellen immer gleich groß, und die Zellen erreichen gleichzeitig den leeren Zustand.

 

Es kann jedoch vorkommen, dass die Entladung der Zellen ungleichmäßig erfolgt. In diesem Fall passiert Folgendes:

 

Die Zellen werden so lange entladen, wie mindestens eine der Zellen noch Ladung besitzt. Dabei werden jedoch die anderen bereits leeren Zellen tiefentladen, wodurch sie zerstört werden können.

Software

An dieser Stelle kommt die Software ins Spiel. Diese nennt sich Battery Management System, kurz BMS. Das BMS gleicht die Zellen nach zwei verschiedenen Methoden aus:

  • Passive Regelung: Entladen jeweils der Zelle mit der größten Restladung 
  • Balancer Mode: Umverteilung der Energie von der am stärksten geladen Zelle zur am meisten entladenen Zelle.

Dieses Prinzip kann wie folgt illustriert werden:

 

Insbesondere bei größeren Batteriesystemen, wie zum Beispiel in Kraftfahrzeugen, ist ein BMS sehr vorteilhaft. Das BMS sorgt dafür, dass der Akku nur innerhalb seines sicheren Anwendungsbereichs arbeitet. Dies bietet Schutz vor:

  • zu hohen Stromstärken
  • zu hohen Ladespannungen beim Aufladen
  • zu niedrigen Entladespannungen im Betrieb
  • zu hoher Temperatur im Betrieb
  • zu niedriger Temperatur im Betrieb

Aufgrund des voll konfigurierbaren BMS-Systems kann Software integriert werden, über die der Akku mit dem Produkt kommunizieren kann. Bei einem Kraftfahrzeug betrifft dies z. B. die Anzeige von:

  • Ladestatus
  • verbleibender Fahrzeit
  • Temperatur
  • Fehlercodes
  • Energiesparmodus bei niedrigem Ladestand

Die Batterielösung wird mit einer Schnittstelle ausgeliefert, über die der Anwender Fragen stellen und Antworten erhalten kann. Der Kommunikationsbus ist mit allen gängigen Varianten kompatibel.

Die BMS-liefert bei ansonsten identischer, marktüblicher Hardware einen großen Mehrwert für den Kunden. Daher stellt sich die folgende Frage: Welche BMS-Funktionen würden den Mehrwert für meine Kunden erhöhen?

Das BMS kann den Betrieb des Akkus außerhalb seines sicheren Anwendungsbereichs anhand der folgenden drei Methoden verhindern:

  1. Aktivierung eines integrierten Schalters.
  2. Die an den Akku angeschlossen Ausrüstung reduziert oder sperrt den Betrieb des Akkus.
  3. Umschalten in den Sicherheitsmodus, wenn die Betriebsumgebung, z. B. Heizungen, Ventilatoren, Luft- oder Flüssigkeitskühlung, nicht mehr richtig funktioniert.