Für den Einsatz von großen Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd-Batterien) in komplexen Anwendungen, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug, wird der Aufbau eines Bateriemanagement-Systems beschrieben und es werden Meßergebnisse an einem PKW-Hybridantrieb vorgestellt. Nach einer Übersicht über das Funktionsprinzip von NiCd-Batterien, das Batteriemanagement im Detail und einer Charakterisierung und Bewertung vorgeschlagener Verfahren für große Batterien, wird das im weiteren benutzte Konzept zur Ermittlung des Ladezustands vorgestellt. Die während des Ladens entstehenden Ladungsverluste durch Sauerstoffgasung werden abgeschätzt und bei der Ladungsbilanzierung berücksichtigt. Zusätzlich wird beim Entladen die entnehmbare Ladung ebenfalls als Funktion des Stroms und der Temperatur sowie der Temperaturvorgeschichte (Temperatur-Memoryeffekt) berechnet und daraus der Ladezustand bestimmt. Nach einem Überblick über die Berücksichtigung von Nebeneffekten, beispielsweise von Selbstentladung und Memoryeffekt, wird die Realisierung des unter Turbo-Pascal programmierten Batteriemanagementsystems beschrieben. Die Hardware basiert auf einem Mikrocontroller V25. Das Modul Datenerfassung mißt Batteriestrom, Batterietemperatur, Batteriespannung sowie Umgebungstemperatur und Fahrzeuggeschwindigkeit. Anhand des Batteriemodells berechnet das Modul Datenauswertung die entnehmbare Ladung, die entnehmbare Energie, den Sauerstoffstrom, den Ladezustand, die Selbstentladung und den Einfluß des Temperatur-Memoryeffekts. Außerdem werden der Energiebedarf pro Strecke sowie die Restreichweite bestimmt. Das Modul Überwachung soll zu jedem Zeitpunkt die Einhaltung der elektrischen und thermischen Betriebsgrenzen der Batterie gewährleisten. Aufgrund der ähnlichen Betriebsweisen eignet sich das vorgestellte Batteriemanagementsystem auch für Nickel-Hydrid-Batterien.
Batteriemanagementsystem für Nickel-Cadmium-Batterien
Battery management system for NiCd batteries
etz Elektrotechnik und Automation ; 116 , 21 ; 32-36
1995
4 Seiten, 5 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
galvanisches Sekundärelement , Nickel-Cadmium-Batterie , Laden (elektrisch) , Elektroauto , Funktionsprinzip , Entladungskennlinie , elektrische Entladung , Temperaturüberwachung , Kennlinie , Messwerterfassung , Lebensdauer , Batterieladegerät , Hardware , Software , Stromregelung (elektrisch) , Batteriemanagement
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