Prüfung von Batterie Management Systemen (BMS) über simulierte Temperaturänderungen

Das Testsystem erzeugt Steuerspannungen in einem Batteriemodell, um Temperaturbedingungen für die Batteriemanagementsysteme zu simulieren und das Temperaturmanagement des BMS zu bewerten.

Keyfacts Applikation

Bereich

Prüfung von Hochspannungskomponenten in der E-Mobilität

Applikation

Simulation von Temperaturänderungen zur Prüfung eines Batterie Management Systems (BMS)

Messparameter

0-10 V Normsignal für Steuerungsfunktion

Hauptanforderungen

Hohe Qualität der Signalumwandlung simulierter Temperaturen zur Evaluierung der BMS-Leistung.

Sicherheit durch galvanische Trennung der Spannungen zwischen dem Batteriemodell und dem mit hoher Spannung beaufschlagten BMS.

Simulation zur Prüfung eines BMS

Applikationsbeschreibung

Die Lebensdauer von Batterien in E-Fahrzeugen ist in erheblichem Maße von der Qualität des Batterie-Management-System (BMS) abhängig.
In jeder einzelnen Batteriezelle werden Parameter wie der Lade- und Entladestrom, Spannung und Temperatur überwacht.
Besonders wichtig ist es zu ermitteln, wie das BMS auf Temperaturänderungen in den einzelnen Zellen reagiert.

Die BMS-Leistung zu bewerten, indem ein Energieblock in einem Klimaschrank dem gesamten Temperaturbereich ausgesetzt wird, ist kosten- und zeitintensiv. Deshalb werden Temperaturänderungen oft simuliert. Dazu generieren Testsysteme Steuerspannungen in einem Batteriemodell zur Prüfung des BMS-Temperaturmanagements. Die Batterie-Emulation arbeitet mit der Batterie-Spannung, für die das BMS ausgelegt ist. Das sind zur Zeit bis zu 950 V DC und perspektivisch, besonders bei Nutzfahrzeugen, bis zu 1500 V DC und gegebenenfalls darüber.

Anforderungen der Applikation

Für eine geeignete Simulation der Temperaturbedingungen an den Batterie-Management-Systemen sind Genauigkeit und Sicherheit erforderlich.
Zusätzlich ist eine flexible Wahl des Ein- und Ausgangssignals vorteilhaft, da veränderte Testszenarien Anpassungen der Signalbereiche bzw. der Signaltypen erforderlich machen können. Zudem ermöglicht die höhere Flexibilität die Anpassung einer einzelnen Lösung auf eine Vielzahl möglicher Signalwandlungs- und Trennanforderungen innerhalb der Testumgebungen.

Warum Knick?
Der Hochspannungs-Trennverstärker P41000 kann Standard-Steuersignale vom Eingang auf den Ausgang übertragen. Der Ausgang ist dabei bis 1650 V DC gegen Eingang und Hilfsenergie potentialgetrennt. Die Einstellzeit T90 liegt bei 110 μs und die Grenzfrequenz bei 5 kHz. Flexibilität wird über eine kalibrierte Umschaltung von bis zu 16 frei wählbaren Ein-/Ausgangs-Bereichen erreicht.

Zugehörige Produkte

P41000 Hochspannungs-Trennverstärker | Eingang bis zu ±100 V | Hohe Isolation bis zu 3600 V

Produktnummer:

P41000

Zugehörige Industrien und Anwendungen

Power Hardware in the Loop (HIL)

Mit Hilfe von HIL-Tests können Prototypen von Geräten wie z. B. Traktionsinverter in verschiedenen Batterie-, Last- und Fehlersituationen bewertet werden, ohne dass die Umrichter auf Prüfständen oder in den Fahrzeugen selbst getestet werden müssen.

Inline-Prüfung von Hochspannungsheizungen (HVH)

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

DC-Spannungsmessung für Schnittstellen zwischen Fahrzeug und Ladestation

Für batterieelektrische Nutzfahrzeuge gibt es die Möglichkeit der Schnellladung über Pantografen. Hierfür ist ein Kontakt zwischen einer externen Infrastrukturanlage (mit beweglichem Pantografen) und fest installierten Ladestäben auf dem Fahrzeugdach erforderlich. Ein DC-Dachcontainer enthält Komponenten, die die Ladeverbindung und die entsprechende Spannung überprüfen sowie die Verbindung zu den anderen Bordsystemen herstellen.

Elektrische Sicherheit in werksseitigen Prüfzellen

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

Batteriezyklierer

Während Batterietests werden die Lade- und Entladevorgänge (die Batteriezyklen) kontinuierlich in einer HIL-Konfiguration (Hardware in the Loop) simuliert, die den typischen Nutzungsprofilen während des Betriebs des Elektrofahrzeugs entspricht. Dabei wird eine Reihe von Parametern gemessen, darunter Kapazität, Batteriewirkungsgrad und Selbstentladung.

E-Mobilty Broschüre

Überblick über messtechnische Anwendungen und Produktlösungen in der Elektromobilität

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