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Trend Guide Stromversorgung & Power Management 2020 www markttechnik de 21 web www kellertrafo de mail info@kellertrafo de fon +49 6400 90 180 Ihr Spezialist für kundenspezifische Wickelgüter GmbH über 40 Jahre made in germany KellerTraugott_SMT_TG_0619 pdf S 1 Format 60 00 x 80 00 mm 12 Jun 2019 15 50 54 Anzeige z Bzehn oder mehr Jahre lang verwendet werden kann Denn bislang gelten Batterien typischerweise als ungeeignet für Traktionsanwendungen in Kraftfahrzeugen wenn ihre Kapazität weniger als 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität beträgt « Müller sieht aber auch Fortschritte in Bezug auf Batterielebensdauer Konnektivität sowie funktionale Sicherheit und Security So ermögliche beispielsweise eine enge Integration von stromsparenden Wärmemanagement-Lösungen zur aktiven Kompensation der durch die Umgebungstemperatur oder das Nutzungsprofil bedingten thermischen Belastung eine längere Batterielebensdauer Ein fortschrittliches Wärmemanagement würde es möglich machen die thermischen Auswirkungen die die von der Batterie bereitgestellte Energie deutlich reduzieren zu verringern und zwar von rund 40 auf unter 10 Prozent Ein weiterer Bereich der ein hohes Innovationspotenzial aufweist ist Müllers Meinung nach die Konnektivität Er ist überzeugt dass die Unterstützung flexibler kostengünstiger und dennoch robuster Kommunikationsverbindungen zu einem Unterscheidungsmerkmal werden wird Müller bestätigt die Aussage von Lyne denn auch er erklärt dass einige Batteriehersteller auf dieser Ebene sogar mit einer drahtlosen Kommunikation experimentieren würden Darüber hinaus würde aber auch die Anbindung der Batterie an die Außenwelt mittels drahtloser Technologien für z B SOTA Software over the Air oder für den Austausch von Status-Nutzungsund Wartungsdaten über eine Cloudbasierte Server-Infrastruktur stärker in den Vordergrund rücken Müller »Mehr drahtlose Kommunikation wird den Bedarf an Verkabelung reduzieren sowie die Produktion also auch die Fahrzeugwartung vereinfachen « Auch Ivo Marocco Director of Business Development and Functional Safety for Battery Automotive Products bei Texas Instruments hält kabellose BMS-Applikationen für möglich Abgesehen davon besteht auch für ihn die Möglichkeit dass sich neue Batterie-Chemien wie etwa LiFePO oder Festkörperbatterien durchsetzen »was beispielsweise neue Fragestellungen bezüglich strikterer Spezifikationen für die Messgenauigkeit mit sich bringen kann« so Marocco weiter Ein Bereich in dem für ihn ebenfalls viel Entwicklungspotenzial liegt ist der Safety-Aspekt »Hierfür wird der Innenwiderstand einer jeden Zelle gemessen und durch Erfassung der internen Leckströme können interne Kurzschlüsse erkannt werden« erklärt Marocco Andreas Schlapka wiederum Director Product Definition & Marketing for Battery Management Systems bei NXP Semiconductors ist überzeugt dass in Zukunft zusätzliche Sensoren wie Drucksensoren die Überwachung des Batteriemoduls unterstützen und Probleme noch früher erkennen werden Auch bereits bekannte Technologien könnten helfen »Halbleiterhersteller entwickeln weiterhin Batteriemanagement-ICs um durch höhere Integration niedrigere Systemkosten zu erreichen und zusätzliche sowie redundante Sensoren zu integrieren die das Wissen über den Ladezustand und den Gesundheitszustand der einzelnen Li-Ionen-Zellen erhöhen« erklärt Carsten Demuth Senior Manager Digital Products & System Marketing für die EMEA Region von STMicroelectronics Wo sieht Demuth ganz konkret Verbesserungspotenzial? Zum Beispiel bei der Temperaturmessung Heutige ICs konzentrieren sich auf die Messung der Spannungen mehrere Temperatursensoreingänge wiederum erlauben es die Temperatur der Leiterplatte zu messen Demuth weiter »Es wäre aber sehr hilfreich wenn die innere Zelltemperatur auch gemessen werden könnte « Demuth ist der Überzeugung dass in Zukunft andere Überwachungsprinzipien wie die elektrochemische Impedanzspektroskopie EIS integriert werden Denn die EIS-Technik liefert die Innentemperatur der Li-Ionen-Zelle und damit liefern diese Sensoren Informationen über die Zellalterung und den Gesundheitszustand der Zelle Die heutigen ICs übernehmen bekanntermaßen auch den Zellenausgleich derzeit mithilfe des passiven Balancings bei dem die Energie einfach verbrannt wird Demuth ist aber überzeugt dass in zukünftigen Bausteinen ein aktives Balancing integriert werden sollte eine Technologie die es schon seit Langem gibt die bislang aber als zu teuer angesehen wird Daneben erwartet Demuth dass in Zukunft auch zunehmend die Historie protokolliert wird also eine Art Blackbox realisiert wird »Das heißt dass künftige BMICs über einen internen Speicher mit historischen Protokollinformationen verfügen werden der eine Langzeitüberwachung der Zellen ermöglicht« so Demuth Darüber hinaus strebe der Hersteller eine höhere Integration an bei dem die Logik der Controller mit den Sensoren der Zellen und der Balancing-Funktionalität integriert werden Diese Logikeinheit wird dann auch den Batteriemanagement-Algorithmus enthalten Demuth »Dadurch wird die Kommunikation des BMIC mit dem Haupt-Controller reduziert was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems erhöht « Außerdem werden neue effiziente Algorithmen die auf künstlicher Intelligenz KI basieren implementiert um die Flexibilität der Algorithmen zu erhöhen Demuth abschließend »Zusätzlich soll die Gesamtzahl der angeschlossenen Zellen erhöht und damit flexibler werden Zukünftige BMIC-Algorithmen sollten die Anzahl der angeschlossenen Zellen automatisch erkennen Im Falle von Unfällen oder unerwarteten lokalen Heizstellen sollen betroffene Zellen isoliert und gespeicherte Energie gesichert werden « st n Carsten Demuth STMicroelectronics Das DC-Ladeverfahren basiert auf dem Datenaustausch zwischen EVs und Ladestationen Zukünftig wird eine direkte Kommunikation zwischen BMIC und Ladestationen möglich