Ausgleichskontrollstrategien im BMS

Bei der Balanceverwaltung wählt das BMS anhand der tatsächlichen Bedingungen und Anforderungen des Batteriepacks flexibel geeignete Steuerungsstrategien aus.Diese Strategien können je nach Batterietypen variieren., Betriebsumfeld und Managementziele.

1. Endspannungsbasierte Ausgleichsstrategie

• Zellen auf der Grundlage ihrerEndspannung, wobei sie als Konsistenzkriterium verwendet wird.

  • Überspannungszellen: Überspannung entladen.

  • Unterspannungszellen: Ladung zur Steigerung der Spannung.

• VorteilEinfache Umsetzung.

• Beschränkung: Anfällig für Veränderungen der internen Parameter (z. B. innerer Widerstand, Temperatur).

2. Kapazitätsbasierte Ausgleichsstrategie

• Gleichgewichte Zellen durch Optimierung derKapazitätsauslastungder gesamten Herde.

  • Maximiert die Gesamtkapazität, ist aber für dynamisches Ausbalancieren ungeeignet (z. B. bei schnellem Laden/Entladen).

3. auf dem Zustand der Belastung (SOC) basierende Ausgleichsstrategie

• VerwendungszweckeSOCals Ausgleichskriterium.

  • Ähnlich wie bei kapazitätsbasierten Strategien, konzentriert sich jedoch auf SOC-Messungen.

  • Vorteil: Praktisch und effizient, da nur SOC-Tracking ohne detaillierte Kapazitätsdaten erforderlich ist.

4Ausgleichsmodus: Passiv gegen Aktiv

Passive Balance (Energie-Dissipative Balance)

• Grundsätze: Parallele Widerstände sind an Zellen angeschlossen. Überschüssige Energie aus voll geladenen Zellen wird über Widerstände als Wärme abgeführt.

• VorteileEinfache Schaltkreise, geringe Kosten.

• Nachteile: Niedrige Energieeffizienz, erhöhte thermische Belastung.

• Durchführung: Auf Widerstand basierende Algorithmen entladen Hochspannungszellen, um sie mit anderen zu vergleichen.

Aktives Ausgleichsverfahren (Energietransfer-Ausgleichsverfahren)

• Grundsätze: Überträgt Energie zwischen Zellen mit Hilfe von Schaltkreisen (z. B. Induktoren, Kondensatoren oder Gleichspannungs-Gleichspannungsumwandler).

  • mit einer Breite von mehr als 20 mm: Verwendet Induktoren als Energiespeicherelemente mit Schaltersteuerung.

  • Zwei-Wege Gleichspann-Gleichspann: Passt Eingangs-/Ausgangsspannungen für eine präzise Energieübertragung an.

  • Gebührenbasiert: Ladet Niederspannungszellen einzeln über Gleichspannungsmodule.

• Vorteile: Hohe Energieeffizienz, optimale Energieverteilung.

• Nachteile: Komplexe Schaltkreise, höhere Kosten.

5Leitlinien für die Auswahl der Strategie

• Passives Ausgleichen: Geeignet für kostensensible Anwendungen mit geringeren Anforderungen an die Energieeffizienz.

• Aktives Ausgleichen: Ideal für leistungsstarke Systeme, die eine höhere Energieeffizienz und eine längere Akkulaufzeit erfordern.

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6. Überlegungen zur Durchführung

• Eigenschaften der Batterie: Chemie, Alterung und Kapazitätsveränderungen.

• Betriebsumfeld: Temperatur, Ladungs-/Entladungsraten.

• Benutzeranforderungen: Kosten, Effizienz und Sicherheit.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Balance-Kontrolle für die Sicherheit, Stabilität und Langlebigkeit der Batterie entscheidend ist.und anwendungsspezifische Anforderungen.