Entwicklungsprojekt eines modularisierbaren und konfigurierbaren BMS:
Definitionen:
- BMS: Batterie Management System
- Zelle (Cell): Einzelne Batterie- / Akkuzelle
- Zellstack / Cell Stack: In Reihe geschaltete Batterie- / Akkuzellen
- Batteriezelle allgemein : Akku oder Primärzelle
- Batteriezelle hier: Akku = Wiederaufladbare Batteriezelle
- Primärzelle: Nicht wieder aufladbare Batteriezelle
Schutzfunktionen:
- Überspannung
- Unterspannung
- Extreme Unterspannung
- Übertemperatur Laden
-
Übertemperatur Entladen
- Untertemperatur Laden
-
Untertemperatur Entladen
- Überstrom Laden
- Überstrom Entladen
- Kurzschluss
Schnittstellen:
- RS232 / RS485
- SMBus
- CAN
- LAN/WLAN (optional)
- NFC (optional)
Cell
Balancing
- Passive
- Active
(optional)
Kapazitätsermittlung
(State of Charge)
- Über Spannung
- Über Coulomb counting
Anzahl der
Zellebenen
- Konfigurierbar über Registereinstellungen
Defekte
Zellen Erkennung
Stabilisierte Hilfsspannung für externe Geräte (12V / 24V)
Verschiedene
Stromspaarmodi
-
Der Eigenenergieverbrauch des BMS soll möglichst gering sein
Lager /
Transport Lademodus
- Ladeende Abschaltung bei Erreichen der Kapazität zum Lagern der
Batterie
Ladeende Erkennung
Konfiguration
des BMS über Registereinstellungen
- Drei (passwortgeschützte) Konfigurationsebenen: Allgemein, Betreiber,
Hersteller
- Einstellungen
für Strom-, Spannungs- und Temperatur Überwachung
- Einstellungen über Batteriezellen und Kapazität
- Interfaceeinstellungen (Baudrate, etc.)
- ...
Modularisierbar:
- Schalter: P-Channel MOSFET / N-Channel MOSFET / Relais
- Strommessung: Shunt Widerstand / Hall Sensor
- Schnittstellen: CAN, SMBus, LAN/WLAN, RS232/RS485, NFC
Funktionsumfang des zu entwickelnden Prototypen:
- 12 Zellebenen (30V..51V)
- max. 20A (Charge / Discharge) mit N-Channel MOSFET Schalter
- CAN Interface, SMBus
- Strommessung mit Shunt-Widerstand
- Passives Balancing
-...
Benötigte weitere Tools:
Service Tool (Software)
- zum Konfigurieren und Monitoren der BMS Registereinstellungen
- Lauffähig auf Linux Systemen
- Programmierung in Java
- Grafische Oberfläche mit Swing
Hardware Batterie Simulator
- Hilfe für die Softwareentwicklung der BMS Mess- und Steuerungssoftware
- Test des gesamten fertigen Batterie Management Systems
- Erzeugung der Zellspannungen (Batteriezellen Stack)
- Temperatursimulation für die Temperatursensoren
- Stromsimulation für die Strommessung
- Schnittstelle: (tbd., CAN?)
Softwaretool
für die Steuerung den Hardware Batteriesimulation
- Lauffähig auf Linux Systemen
- Programmierung in Java
- Grafische Oberfläche in Swing