Batterie-Management-System

Es wird unter­schieden zwischen 1^st Level Protection und 2^nd Level Protection. 

Die 1^st Level Protection ist eine wieder­herstell­bare (reversible) Schutz­einrichtung. Sie überwacht die Spannung der Einzelzellen und des Akkupacks, den Lade- und Entlade­strom sowie die Temperatur. Liegt einer dieser Parameter außerhalb der Grenzwerte, verhindert das BMS das weitere Laden oder Entladen.

Die 2^nd Level Protection ist im Gegensatz zur 1^st Level Protection ein irreversibler Schutz: einmal ausgelöst, ist der Akkupack für den Kunden nicht mehr verwendbar. Ein Beispiel für eine 2^nd Level Protection ist eine Schmelz­sicherung.

Das Cell Balance wird bei Akkupacks mit mehr als einer seriell verschalteten Zelle eingesetzt, um die Zellen bzw. die Ladezustände in einem ausge­glichenen Zustand zu halten.

Insbesondere sollen durch das Cell Balance:

• Ladezustände, die durch unterschiedliche Tempera­turen und Innen­wider­stände entstehen, ausgeglichen werden.
• Ein frühzeitiges Abschalten des Akkupacks durch Unter- oder Über­spannung einer Zelle verhindert werden, wobei die schwächste Zelle die Leistung des Gesamt­systems bestimmt.

Um die Kapazität des Akkupacks zu bestimmen, verfügt ein BMS über ein Gas Gauge System.

Das Gas Gauge System

• dient zur Ermittlung der Gesamt­kapazität und der noch zur Verfügung stehenden Rest­kapazität.
• ist die wohl aufwendigste der zur Verfügung stehenden Funktionen.
• muss passend zur Applikation entwickelt werden, um möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen. Dabei sind insbe­sondere das Stromprofil der Endan­wendung und das Nutzer­verhalten relevant.

Zum Auslesen der Daten steht dem Akkupack ein BUS-System zur Verfügung. Die gängigsten BUS-Systeme sind I²C, SMBus, CAN, LIN oder RS232, wobei auch alle anderen Busse möglich sind.

Bei Systemen geringer Leistung kann es sinnvoll sein, den Ladeteil für den Akkupack auf dem BMS zu integrieren. Dies hat den Vorteil, dass der Lader im Falle eines Zell­wechsels mit angepasst werden kann und somit eine Rückwärts­kompati­bilität zu älteren Systemen immer gewähr­leistet ist.

Bei Systemen, in denen der Akku das zentrale Element ist, können System­funktionen in den Akku verlegt werden. Dadurch kann eine zweite Intelligenz (Mikrocontroller) im System eingespart werden. Beispiels­weise werden Motor­steuer­ung und Akku­schutz­beschaltung im Akku vereint. Dies erspart den Steuer-Mikro­controller und die doppelte Ausführung der Leistungs-FETs (FET = Feldeffekt­transistoren).