BMS ohne Kabelverbindungen

Autor: Die Redaktion

Veröffentlicht am: 18.01.2021

Der US-amerikanische Technologiespezialist Texas Instruments hat ein kabelloses BMS-System vorgestellt. Mit der Technologie entfällt eine Vielzahl von Verkabelungen im automobilen Batteriepacks, was eine ganze Palette an Vorteilen mit sich bringt. Bei der Sicherheitsüberprüfung der Systeme war auch der TÜV Süd aktiv, der die Sicherheit der Wireless-Verbindung bestätigte.

BMS-Systeme (Batterie Management System) haben die zentrale Aufgabe der leistungs- und sicherheitstechnischen Überwachung von Batteriezellen. Dabei teilt sich das System in eine Mastereinheit und mehrere Slave-Module auf. Die Mastereinheit überwacht die Steuerung des gesamten Batteriesystems sowie die Kommunikation mit den anderen Komponenten des Fahrzeugs, berechnet den Ladezustand der Batterie sowie die Alterung und nimmt zudem Zellspannungen,-ströme und -temperaturen auf. Liegen Spannungswerte oberhalb oder unterhalb der Norm vor, so kann die Einheit das Gesamte Batteriesystem abschalten. Die Slave-Module wiederum Überwachen im Detail die einzelnen Zellen von Batteriemodulen und spiegeln die Daten über CAN-Bus Verbindungen an das Mastersystem.

Dieser Prozess basiert, gerade aufgrund seiner kritischen Aufgabenstellung, heute in der Regel auf kabelgebundenen BMS-Systemen. Werden hier jedoch, wie Texas Instruments es nun entwickelt hatte und der ein Systemansatz ist den auch schon das Technologieunternehmen Sensata Technologies vorstellte, die Kabelverbindungen durch eine kabellose Übertragungstechnik ersetzt, so bringt dies eine Reihe von Vorteilen. Wie Texas Instruments dies beschreibt, vereinfacht sich in erster Linie die Komplexität des Batteriedesigns, was dazu führt, dass sowohl Fertigungskosten als auch Entwicklungskosten reduziert werden. Ebenso soll sich tatsächlich auch die Systemsicherheit steigern, da sich keine Kabelverbindungen mehr lösen können. Zuletzt wird das Fahrzeuggewicht reduziert und potentielle Remanufacturing arbeiten und das End-of-Life Recycling vereinfacht.

Dagegen steht jedoch, dass die Datenverbindung extrem stabil und sicher sein muss, da direkt Gefahr entstehen würde, wenn, wie vom Internet bekannt, die kabellose Verbindung einmal längerfristig ausfällt. Daten dürfen in keinem Fall nicht oder fehlerhaft übertragen werden und auch nicht verloren gehen.

Die Maßnahmen, die Texas Instruments umgesetzt hat um den Fehlerfall auszuschließen, hat der TÜV Süd überprüft. Texas Instruments sagt dabei nach eigenen Aussagen, dass das System eine Netzwerkverfügbarkeit von mehr als 99,999% habe und einen Netzwerk-Neustart in 300 ms umsetzen könnte. Zudem sollen dedizierte time-slots, die einen hohen Durchsatz und eine geringe Latenz bieten, die Daten vor Verlust oder Verfälschung schützen, während mehrere Batteriezellen Spannungs- und Temperaturdaten mit einer Genauigkeit von ±2 mV übermitteln können.

Alles im allen bietet der Technologieansatz somit eine spannende Perspektive für den Automobilmarkt.

Quellen:

https://news.ti.com/ti-revolutionizes-ev-battery-management-with-industrys-best-performing-wireless-bms-solution-first-concept-assessed-for-enabling-asil-d-systems

https://investors.sensata.com/investors/news-releases/press-release-details/2019/Sensata-Technologies-Features-GIGAVAC-Advanced-Switching-Solutions-and-Next-Generation-Wireless-Battery-Monitoring-Solutions-at-2019-Battery-Show/default.aspx