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Batteriemanagementsysteme validieren und optimieren

22. März 2022 - dSPACE hat ein modulares Systemkonzept für den Test von Batteriemanagementsystemen (BMS) entwickelt, das den Test von modernen Batteriesystemen mit einer Gesamtspannung von bis zu 1500 Volt ermöglicht. Innovative zentrale Komponente der Lösung ist ein hochpräzises Zellspannungsemulationsboard. Nahtlos integriert in die SCALEXIO-Technologie, ist die neue leistungsstarke BMS-Testlösung kundenindividuell konfigurierbar. Und mit der Simulationssoftware ASM Electric Components, die eine umfangreiche Bibliothek von Batteriemodellen bereitstellt, ist sie unmittelbar einsetzbar.

Das Anwendungsspektrum in den Bereichen Entwicklung und Validierung reicht von Batteriesystemen für die Elektromobilität bis hin zu Energiespeichersystemen für moderne Stromnetze.

Batteriemanagementsysteme sind essenziell für den reibungslosen Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien und sorgen für eine effiziente Ausnutzung der vorhandenen Kapazität, optimale Temperierung, vermeiden Über- oder Tiefentladungen und sorgen so für den sicheren Betrieb und eine lange Lebensdauer der Energiespeicher. Hochleistungsenergiespeicher sind in der Elektromobilität und zunehmend in den verschiedensten Industrieanwendungen von zentraler Bedeutung, insbesondere dort, wo die stetig steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit den Einsatz von Batteriesystemen mit immer höheren Spannungen erfordern.

Für diese und weitere Anforderungen wurde das modulare Systemkonzept entwickelt. Es unterstützt die Validierung von Batteriesystemen bis 1500 V. Die latenzarme, echtzeitfähige Anbindung der Zellspannungsemulation an das SCALEXIO System via IOCNET ermöglicht eine schnelle Aktualisierung der einzelnen emulierten Zellspannungen unabhängig von der Anzahl der Zellen und damit von der Größe der Batterie. Zudem eröffnen die Einbindung von FPGA-Applikationen und die damit einhergehende beschleunigte Interaktion mit dem zu testenden BMS ganz neue Möglichkeiten, um zum Beispiel Zukunftsthemen wie die Online-Elektrochemische-Impedanzspektroskopie hochgenau abzubilden.

Für hohe Präzision bei der Zellspannungsgenerierung mit bis zu 300 µV Genauigkeit sorgt das neue Zellspannungsemulationsboard. Durch die Unterstützung von Spitzenströmen von bis zu 20 A je Kanal und einer hochgenauen Strommessung können selbst anspruchsvollste Cell-Balancing-Szenarien abgebildet werden. Eine integrierte Fehlersimulation ermöglicht die Simulation von elektrischen Fehlern wie Kurzschlüssen oder Kabelbrüchen sowie defekten Batteriezellen. dSPACE wird die Funktionalität des modularen Systemkonzepts für den Test von BMS-Systemen sukzessive mit weiteren Emulationsboards unter anderem für die Temperatur- und High-Voltage-Probe-Emulation vervollständigen.

Das modulare Aufbaukonzept macht das Systemkonzept skalierbar und flexibel. Ein ebenfalls neues Safety Compartment ermöglicht eine einfache Verdrahtung der Zellkanäle, kurze Kabelwege zum Testsystem und eine einfache Kalibrierung der einzelnen Zellen.

„Mit dem neuen Zellspannungsemulationsboard und dem skalierbaren Systemkonzept stellen wir eine leistungsstarke Lösung für den Test von BMS-Systemen auf Hochspannungsebene vor, die selbst den anspruchsvollsten Testanforderungen genügt. Unsere Kunden können damit ihre BMS effektiv validieren und optimieren und profitieren von kürzeren Produkteinführungszeiten“, sagt Stefan Walter, Produktmanager Electromobility & Electric Drives bei dSPACE.

www.dspace.com/