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40 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de Bild strichfiguren de Adobe Stock alle anderen Bilder MathWorks Subsysteme Software für Batteriemanagementsysteme Schneller entwickeln durch Simulation Simulationen auf Systemebene helfen Ingenieuren Designfehler während der Entwicklung von Software für Batteriemanagementsysteme BMS frühzeitig zu erkennen und zu reduzieren Der Autor beleuchtet hier wie BMS-Algorithmen entwickelt werden und welche konkreten Vorteile darauf basierende Simulationen mit sich bringen Tony Lennon Marketing Manager Power Electronics Control bei MathWorks Da die Energiespeicherleistung von Batteriepacks zunehmend wichtiger wird kommt dem Batteriemanagementsystem BMS eine immer größere Bedeutung zu Es sorgt für eine maximale Leistung sicheren Betrieb und optimale Lebensdauer unter verschiedenen Lade-Entladeund Umgebungsbedingungen Um die Software für ein BMS zu entwerfen das all diese Anforderungen erfüllt entwickeln Ingenieure Algorithmen für Regelung und Überwachung Damit wird Folgendes erreicht ■ Regeln des Batterieladeprofils ■ Überwachen von Zellspannung und Temperatur ■ Ausgleichen des Ladezustands einzelner Zellen ■ Abschätzen des Ladezustands State of Charge SOC und des Alterungszustands State of Health SOH ■ Begrenzen der Leistungseingabe und -ausgabe für den thermischen Schutz und Überladungsschutz und ■ bei Bedarf Trennen des Batteriepacks von Stromnetz und Ladegerät Für die Entwicklung dieser BMS-Algorithmen und -Software führen die Ingenieure Simulationen auf Systemebene mit einem modellbasierten Design durch Dadurch erhalten sie einen Einblick in das dynamische Verhalten des Batteriepacks können Software-Architekturen untersuchen Betriebsfälle testen und Hardware-Tests zu einem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess starten Das BMS-Simulationsmodell dient als Grundlage für Entwicklungsaktivitäten einschließlich der Desktop-Simulation der funktionalen Aspekte des Designs der formalen Verifizierung und Validierung nach Industriestandards sowie der CodeGenerierung für die Echtzeitsimulation und Hardware-Implementierung Bild 1