Batteriemanagementsysteme (BMS) werden seit kurzem in einigen Serienfahrzeugen eingebaut. Zusammen mit neuen elektrischen oder Antriebsstrang-Funktionen wird auch das Batteriemanagement in Großserienanwendungen migrieren müssen. Dieser Artikel beschreibt Treiber und Anforderungen für BMS in solchen Kraftfahrzeugen. Konzepte für die funktionale Aufteilung und Kommunikation zwischen BMS und anderen Fahrzeugkomponenten werden diskutiert. Es wird dargestellt, dass das Konzept von Ladezustand (state-of-charge, SOC) und Alterungszustand (state-of-health, SOH), wie es von stationären und Traktionsbatterien übernommen werden könnte, im VDI Berichte Nr. 1789, 2003 allgemeinen nicht die tatsächlich benötigte Information liefert. Gerade für Blei-Batterien hängt die dynamische Leistungsfähigkeit kritisch auch von der kurzfristigen Lade-/Entlade-Geschichte der Batterie ab, die vom SOC/SOH-Konzept nicht erfasst wird. Ein alternatives Konzept (state-of-function, SOF) wird als Standard-Schnittstelle für eine große Bandbreite von BMS-Anwendungen vorgeschlagen, um batteriebezogene strikt von fahrzeugbezogenen Funktionen zu trennen. Angestrebt wird ein guter Kompromiss zwischen anwendungsspezifischer Funktionalität und kostenreduzierender Allgemeingültigkeit. Die Anwendung des SOF-Konzepts wird in einer Fallstudie dargestellt, nämlich anhand eines Stopp-/Start-Fahrzeugs mit rekuperativer Bremsung und 14-Volt-Ein-Batterie-Bordnetz. Es zeigt sich, dass impedanzbasierte Messungen die Vorhersagegenauigkeit des dynamischen Batterieverhaltens signifikant verbessern können, indem sie kontinuierlich und direkt den SOF vermessen, welcher der Stopp-/Start-Funktion zugeordnet werden kann.

    Battery management systems (BMS) have been introduced into series production in some vehicles recently. Together with new electric and/or powertrain features, battery management will have to migrate into high-volume applications. This paper characterizes drivers and demands for BMS in such vehicles. Concepts are reviewed for functional separation and communication between BMS and other vehicle components. It is shown that the concept of state-of-charge (SOC) and state-of-health (SOH), inherited from stationary and traction batteries, in general does not provide the information needed. Especially for lead/acid batteries, the dynamic power availability critically depends on the short-term charge/discharge history not covered by the SOC/SOH concept. An alternative concept (state-of-function, SOF) is proposed as a standard interface for a wide variety of BMS functionalities, effectively decoupling battery-related from vehicle-related functions. It can thus achieve a good compromise between application-specific functionality and cost-efficient commonality. Application of the SOF concept is demonstrated in a case study, namely a stop/start vehicle with regenerative braking and a 14 V single-battery system. It is shown that impedance-based measurements can significantly improve prediction of dynamic battery behavior, because it continuously and directly senses the SOF associated to the stop/start function.


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    Titel :

    In-vehicle battery management for high-volume applications


    Weitere Titelangaben:

    Batteriemanagement im Kraftfahrzeug für Großserienanwendungen


    Beteiligte:
    Karden, E. (Autor:in) / Spijker, E. (Autor:in) / Kok, D. (Autor:in) / Kees, D. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2003


    Format / Umfang :

    25 Seiten, 4 Bilder, 19 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch




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