29.08.2017

Forschungs- und Entwicklungsplattform für Batterie-Management-Systeme

Zur Gesamtstrommessung in Batteriemanagementsystemen setzt das Fraunhofer Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB), Erlangen, in seiner Entwicklungsplattform foxBMS das shuntbasierte Messsystem IVT-S der Isabellenhütte ein. Die IVT-Serie bietet eine Temperatur kompensierte Strom- und Spannungsmessung in einer Komponente. Ihr Haupteinsatzgebiete sind Lithium-Ionen-Traktionsbatterieanwendungen. IVT-Systeme von Isabellenhütte findet man unter anderem in E-Cars, E-Trucks, E-Bussen, in E-Flugzeugen und Anwendungen der Fördertechnik.


Das IVT-S Stromesssystem von der Isabellenhütte verfügt über eine integrierte Canbus-Schnittstelle. Bild: Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG

foxBMS ist eine Forschungs- und Entwicklungsplattform für Batterie-Management-Systeme. Sie wurde vom Fraunhofer-Institut IISB aus Erlangen entwickelt. Die Plattform ist "open source". Sie kann von Firmen und Forschung frei genutzt werden, um eigene Produkte zu entwickeln oder zu testen – zum Beispiel Elektrofahrzeuge oder Anwendungen mit vergleichbaren Anforderungen.

 

Der IVT-S von Isabellenhütte hat eine galvanisch isolierte CAN-Schnittstelle. Der integrierte, dreikanalige HV-Spannungssensor misst die Gesamtbatteriespannung, HV-Schutz und Schmelzsicherungen werden überwacht. Das IVT-S wird häufig in der sogenannten Power Distribution Unit, Battery Junction Box oder HV-Box positioniert. Dieser Bereich ist von den Batteriezellen und BMS getrennt und beinhaltet oft die Schutzschalter auf der Plus-/Minuspolseite der Batterie sowie die für Traktionsbatterien notwendige Vorladeschaltung. Im Minuspol der Batterie wird der Sensor platziert, da die Spannungsmessung immer zum Potential des Shuntgrounds stattfindet. Somit ist die Überwachung der Gesamtbatteriespannung möglich. Die Spannungsmessung kann auch zur Überwachung der Vorladeschaltung oder der Schutzschalter dienen.

 

Die im IVT-S integrierte Canbus-Schnittstelle gewährleistet den Datentransfer zwischen IVT-S und foxBMS. Aufgrund der hohen Genauigkeit und Auflösung im mA-Bereich detektiert das IVT-S auch Ruheströme und ermöglicht dem foxBMS sehr exakte Angaben zu den Parametern SOC (State of Charge), SOH (State of Health) und SOF (State of Function) des Gesamtbatteriesystems.

 

Neben den Rohdaten für Strom- und Spannungsmessung, kann das BMS über den Canbus auch die Temperatur, die Leistungs- und die Energiewerte ausgeben lassen. Als weiteres Ausgabesignal stellt das IVT-S einen Amperestundenzähler für Lade-und Entladeströme zu Verfügung. 


 


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