Der Blätterkatalog benötigt Javascript.
Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihren Browser-Einstellungen.
The Blätterkatalog requires Javascript.
Please activate Javascript in your browser settings.
47 2025 www markttechnik de 25 den wichtigsten Zellchemien wie beispielsweise Lithium-Ionen Li-Ionen und Blei-Säure aber auch innerhalb einer Chemiefamilie etwa verschiedene Li-Ionen-Formulierungen gibt es Unterschiede Daher muss eine BMS-Strategie auf die von ihr verwaltete Zellchemie zugeschnitten sein Aufgrund der großen Anzahl von Zellen in Batteriepacks mit höherer Spannung und höherer Kapazität und der zahlreichen Sicherheitsanforderungen die diese Akkupacks erfüllen müssen ist ein lokales Zell-Monitoring und -Management die praktikabelste technische Lösung Zwar gibt es typischerweise einen Host-Prozessor für das System dieser kann jedoch meist nur übergeordnete Überwachungsrichtlinien an die lokale Zellüberwachung weitergeben und die Gesamtleistung des Akkupacks bewerten Die Überwachung und das Management der einzelnen Akkuzellen erfolgen hingegen mithilfe einer autonomen Elektronik die Echtzeitfunktionen bereitstellt und weitgehend ohne Eingriff eines Prozessors auf Systemebene arbeitet Passiver versus aktiver Zellenausgleich Der Zellenausgleich ist entscheidend um die Integrität eines Mehrzellenpakets aufrechtzuerhalten und um sicherzustellen dass einzelne Zellen nicht überlastet werden während andere nicht ausreichend genutzt werden Er verhindert Schäden an Akkuzellen und -paketen und maximiert so die Leistung Der Ladungsausgleich sorgt dafür dass alle Zellen innerhalb eines Akkus gleichzeitig ihre volle Kapazität erreichen wodurch Überladung ungleichmäßiger Ladezustand übermäßige Entladung und vorzeitiger Verschleiß verhindert werden und somit letztlich die Lebensdauer des Akkus verlängert wird Es gibt zwei Ansätze für den Zellenausgleich aktiv und passiv Der aktive Ladungsausgleich ist genauer und schneller als passives Balancing aber komplizierter zu implementieren Er verwendet eine aktive Schaltung um die Ladung zwischen den Zellen in einem Akku-Pack umzuverteilen und sicherzustellen dass alle Zellen denselben Ladezustand SoC aufweisen Diese Schaltung überwacht die Spannung jeder Zelle und passt den Ladeund Entladestrom entsprechend an Im Gegensatz dazu basiert der passive Ladungsausgleich auf dem Ohmschen Gesetz und Ausgleichswiderständen um alle Zellen auf denselben Ladezustand zu bringen Der passive Ladungsausgleich ist nicht nur ungenauer und langsamer als der aktive Ausgleich sondern leitet auch überschüssige Energie aus einer stärker geladenen Zelle ab verschwendet sie Beginn mit der Überwachung mehrerer Zellen Es gibt zwar viele ESS-Lösungen Energiespeichersysteme auf dem Markt dabei gehören zwei wesentliche »nah am Geschehen« liegende Funktionen zur Grundausstattung die Überwachung und der Ausgleich einzelner Zellen Ein IC wie der ADES1830CCSZ Abbildung 1 ein 16-kanaliger Batteriemonitor für mehrere Zellen und verschiedene Zellchemien erfüllt genau diese Aufgaben und bietet darüber hinaus viele wichtige Funktionen die das gesamte Systemdesign und den Betrieb unterstützen und vereinfachen Dieser Mehrzellen-Batteriestapel-Monitor misst bis zu 16 in Reihe geschaltete Batteriezellen mit einem Gesamtmessfehler über die gesamte Lebensdauer TME von weniger als 2 mV – und das über den gesamten Temperaturbereich der ansonsten identische ADE-S1831CCSZ weist einen etwas höheren TME-Wert von 5 mV auf Dank eines Messbereichs von -2 Vbis 5 5 Vsind beide Versionen für die meisten Batteriechemien geeignet Um die Konsistenz bei der Überwachung von Batteriepacks mit vielen Zellen zu gewährleisten können alle Zellen gleichzeitig und redundant mit zwei integrierten Analog-Digital-Wandlern ADCs gemessen werden Diese ADCs arbeiten kontinuierlich mit einer hohen Abtastrate von 4 096 MSPS Mega Samples pro Sekunde was eine reduzierte externe Analogfilterung und aliasfreie Messergebnisse liefert Bei Bedarf kann die Rauschunterdrückung zusätzlich durch nachgeschaltete programmierbare IIR-Filter Infinite Impulse Response verbessert werden Der ADES1830 und der ADES1831 verfügen über eine passive Lastausgleichsfunktion mit individueller Pulsweitenmodulation PWM zur Steuerung des Tastverhältnisses und sie unterstützen einen Entladestrom von bis zu 300 mA pro Zelle Obwohl eine einzelne ADES1830-oder ADES1831-Komponente nur bis zu 16 in Reihe geschaltete Zellen überwacht können mehrere Komponenten miteinander verbunden werden um auch lange Hochspannungs-Batterieketten gleichzeitig überwachen zu können Um die Verbindung zwischen den ICs zu erleichtern verfügt jede Komponente über eine isolierte serielle Schnittstelle isoSPI für eine schnelle HFunempfindliche Fernkommunikation Die Isolation erfolgt wahlweise über Kondensatoren oder Transformatoren je nach Anforderung Auf diese Weise kann der Host-Prozessor über eine einzige Verbindung die Daten lesen und den gesamten Batteriestapel überwachen Diese serielle Schnittstelle kann bidirektional betrieben werden wodurch ihre Integrität auch bei einer Störung entlang der Kommunikationsstrecke gewährleistet ist Zur Evaluierung dieser Multizellen-Monitore bietet Analog Devices das Evaluierungsboard Bild 2 Das Evaluierungsboard EV-ADES1830CCSZ für den ADES1830 und ADES1831 links umfasst Mehrkanaleingänge für Zellspannungsmessungen Zellenausgleichsschaltungen und isoSPI-Port-Vernetzung rechts