Das Batterie-Management-System (BMS) ist eines der entscheidenden Komponenten des elektrischen Energiespeichers in einem Elektrofahrzeug. Seine wichtigsten Aufgabenbereiche sind  die Detektion und Behebung von Fehlerquellen im Batteriespeicher, die Steuerung der Batteriesystemverschaltung, das Balancing der Zellen und das Berechnen der wichtigsten Batteriezustände und Parameter.  Da das BMS die Leistungs- und Energieentnahme des Energiespeichers regelt, ist diese Komponente entscheidend für die Effizienz des Energiespeichers.

Problemstellung

Aufgrund der Tatsache, dass der Energiespeicher im Elektrofahrzeug immer noch die kostenintensivste Komponente ist, muss die installierte Ladekapazität des Speichers so gut wie möglich ausgenutzt werden. Da ein Über- bzw. Unterladen der Zellen sowie weitere lebensdauerschädigenden Betriebspunkte vermieden werden sollen, werden zurzeit nur ca. 80% der installierten Ladekapazität effektiv genutzt. Eine genauer Bestimmung der Batterieparameter und eine bessere Vorhersage der Alterung der Zellen würden dazu beitragen, bei minimalem Sicherheitsrisiko die entnehmbare Ladekapazität deutlich zu steigern.

Zielsetzung

Es soll durch ein dreistufiges Vorgehen die Effizienz des Energiespeichers maximiert werden. Diese Effizienzsteigerung bezieht sich auf eine verbesserte Ausnutzung der verfügbaren Ladekapazität, auf eine genaue Alterungsvorhersage und auf eine verbesserte Leistungsentnahme.

Diese Stufen werden wie folgt aufgebaut:

Stufe 1: Durch eine Untersuchung verschiedenster Ladezustandsalgorithmen und verschiedensten Batteriemodellen soll eine sehr genaue Ladezustands und Parameterbestimmung ermöglicht werden. Diese Algorithmen werden mit Hilfe  eines modularen BMS an einem realen Fahrzeug untersucht, validiert und optimiert. 

Stufe 2: Das Auslagern der Alterungsbestimmung von dem BMS auf deinen externen Server ermöglicht eine effiziente Alterungsbestimmung, die sich über den gesamten Lebensdauerbereich der Batteriezellen erstreckt. Durch anschließende Vergleiche unterschiedlich gealterte Zellen können dadurch Ruckschlüsse auf das Alterungsverhalten der Zellen geschlossen werden.

Stufe 3: Eine engere Verknüpfung von BMS und Leistungselektronik sollen Wirkungsgradoptima und Leistungsreserven aus dem Energiespeicher und des Antriebsmotors aufzeigen. Da das BMS genau das Verhalten des Inverters bzw. Antriebes kennt und dieser wiederum auf die Eigenheiten  des Energiespeichers besser Rücksicht nehmen kann, wir ein effizientes Zusammenspiel beider Komponenten ermöglicht.