DIE VIRTUELLE BATTERIE

Der comemso Batteriezellen-Simulator – die „All-in-one“- Test- und Entwicklungslösung für Batterie-Management- Systeme von (mobilen) Energiespeichern.

BATTERIEZELLEN BENÖTIGEN EINE ZUVERLÄSSIGE ÜBERWACHUNG

Die Elektromobilität macht weltweit rasante Fortschritte. Für die aktuellen mobilen Energiespeicher bedeutet das: Sie müssen nicht nur eine sehr hohe Leistung erbringen, sondern auch einen zuverlässigen und sicheren Betrieb gewährleisten. Um das zu gewährleisten, müssen Spannung und Temperatur jeder einzelnen Batteriezelle ständig überwacht werden. Dies geschieht über eine eigene Überwachungselektronik, dem sogenannten Cell Management Controller (CMC). Einzelne Batteriezellen werden zu einem Zellmodul zusammengefasst, die jeweils über einen eigenen CMC verfügen (Abb. 1). Beim Cell Management Controller handelt es sich um eine Elektronikkomponente, die aus einem oder mehreren Mikrocontrollern besteht und speziell auf die Überwachung von Batteriezellen ausgelegt ist. Damit er die Spannung zuverlässig erfassen kann, ist der CMC über Messleitungen mit den Plus- und Minuspolen der Zellen verbunden. Zusätzlich besteht auch eine Anbindung an die Temperatursensoren, die für eine optimale Belastung und Ausnutzung von Akkus unverzichtbar sind.

Batteriezellen-Simulation Zellüberwachung

GLEICHGEWICHT

Da die Zellmodule aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelzellen bestehen, kann deren Innenwiderstand aufgrund verschiedenster Faktoren, wie zum Beispiel Produktionsschwankungen oder Altersschwäche, stark variieren. Dadurch können unterschiedliche Lade- und Entladekurven entstehen, die bei den Batteriezellen zu einer kritischen Tiefenentladung oder während des Ladevorgangs zu einem Überschreiten der Ladeschlussspannung führen, obwohl sich die Gesamtspannung noch im Nennbereich befindet. Je nach Batterietyp kann dies zu irreparablen Schäden bis hin zum Brand von Batteriemodulen führen! Sollten abweichende Ladungszustände auftreten (Abb. 1), können die Ladezustände der einzelnen Batteriezellen mit einer Ausgleichsregelung aneinander angepasst werden. Diesen Vorgang nennt man Balancing. Eine elektronische Schaltung, die üblicherweise ein fester Bestandteil jedes Batterie- Management-Systems ist, steuert hierbei das gleichmäßige Laden der einzelnen Batteriezellen innerhalb des Zellmoduls. Dabei berücksichtigt sie die Spannung und den daraus ermittelten Ladezustand, auch State of Charge (SoC) genannt. Zusätzlich wird die Temperatur jeder einzelnen Zelle erfasst, die durch den chemischen Prozess beim Lade- und Entladevorgang bestimmt wird.

Cell balance

DIE SCHALTZENTRALE

Das Batterie-Management-System (BMS) beinhaltet die Battery Management Unit (BMU) und sämtliche Cell Management Controller (Abb. 2). Die BMU ist das zentrale Steuergerät für Batteriemodule wie Antriebsbatterien bei Elektrofahrzeugen oder alle anderen Arten von Energiespeichern. Sie fungiert als „Gehirn“, in dem alle Informationen der Batteriezellenüberwachung zusammenlaufen. Anhand der Batteriezellspannungen ermittelt sie den aktuellen Ladezustand (SoC, State of Charge) und übernimmt zum Beispiel die ganzheitliche Kommunikation zwischen Antriebsbatterie und Fahrzeug. Darüber hinaus gibt sie gegebenenfalls den Befehl zum „Balancen“, damit wie zuvor beschrieben die Batteriezellen nicht tiefentladen bzw. überladen werden. In batteriebetriebenen Fahrzeugen wird sie über das 12- bzw. 24-Volt-Bordnetz mit Spannung versorgt und beeinflusst somit im Stillstand nicht die Reichweite. Im Gegensatz dazu werden die Cell Management Controller in der Regel mit elektrischer Energie aus der Antriebsbatterie versorgt und erzeugen daher geringe Ladeverluste. Deshalb ist es wichtig, bei der Entwicklung der CMC darauf zu achten, den Energieverbrauch so gering wie möglich zu halten und einen Ruhemodus zu implementieren, um eine möglichst geringe „Eigenentladung“ zu gewährleisten.

BALANCING: PASSIV UND AKTIV

Sobald bei ungleichen Zellspannungen eine Zelle einen SoC von 100 % erreicht hat, wird der gesamte Zellpack nicht mehr weitergeladen. Daher muss spätestens zu diesem Zeitpunkt ein Balancing eingeleitet werden. Dabei wird die vollständig geladene Zelle auf das Niveau der restlichen Zellen entladen, damit anschließend alle Zellen gemeinsam wieder weiterladen können. Beim Balancing unterscheidet man zwischen passivem und aktivem Balancing. Beim passiven Balancing werden Widerstände anhand eines festgelegten Algorithmus bei den Zellen mit dem höchsten Ladezustand zugeschaltet, sodass sie fortan nur gering weitergeladen bzw. sogar entladen werden. Die übrigen noch nicht vollständig geladenen Batteriezellen in der Reihenschaltung werden weiterhin mit vollem Ladestrom versorgt, bis der SoC ausgeglichen ist. Diese Variante ist einfach umzusetzen und dadurch kostengünstig. Allerdings wird hierbei Energie in Wärme umgewandelt, wodurch die Effizienz herabgesetzt wird. Beim aktiven Balancing wiederum werden die Ladungen der Batteriezellen untereinander transferiert. Dieser Vorgang wird von der BMU gesteuert. Hierbei wird Energie von den bereits vollständig geladenen Zellen auf diejenigen benachbarten Batteriezellen übertragen, die ihren Ladezustand noch nicht erreicht haben. Hierfür gibt es drei Methoden: a) das Schalten mit Halbleitern (z. B. Matrix mit Transistoren), b) die kapazitive Umladung und c) die induktive Umladung. Der Vorteil liegt hier im höheren Wirkungsgrad, da die Energie nur in geringen Anteilen in Wärme umgewandelt wird. Allerdings entsteht beim aktiven Balancing ein höherer schaltungstechnischer Aufwand, was höhere Kosten für Entwicklung und Hardware nach sich zieht.

Passive balancing battery

Passives Balancing

Active balancing battery

Actives Balancing

VIRTUELLE BATTERIEZELLEN

Da die Testbedingungen mit realen Batterien gefährlich, nicht reproduzierbar und nicht automatisierbar sind, benötigt man zur Validierung von Batterie- Management-Systemen einstellbare „virtuelle Batteriezellen“. Diese virtuellen Batteriezellen sind als Zellmodule im Batteriezellen-Simulator realisiert: Da all ihre elektrischen Eigenschaften parametrierbar sind, können sie dem Batterie-Management-System alle notwendigen Zustände bzw. Störungen simulativ bereitstellen. Für Ruhestrommessungen sowie zur Detektion ungewollter Leckströme, die beispielsweise durch defekte Ausgänge des Batterie-Management-Systems oder falsche Softwareansteuerung auftreten können, kommen hochpräzise Strommessgeräte zwischen Zelleingang am BMS und Zellausgang am Zellmodul zum Einsatz. Durch diese Leckstrommessung lassen sich Fehler beim Abschalten des BMS frühzeitig erkennen, um anschließend einer Tiefentladung und Beschädigung der Batteriezellen vorzubeugen. Zusätzlich werden die an den Zellen verbauten Temperatursensoren durch eine geeignete galvanisch getrennte Temperatursensor-Emulation, die NTC/PTC-Sensor-Simulation, ersetzt. Sämtliche Datensignale der einzelnen Zellmodule lassen sich damit dem Prüfstand/Hardware-in-the-Loop-System (HiL-System) zuführen. Die Batteriezellen und Temperatursensoren von comemso emulieren dabei die reale Funktionsweise, sodass das BMS im Labor betrieben werden kann. Mittels Fehlersimulation besteht zusätzlich die Möglichkeit, fehlerhafte Systemzustände zu generieren, sodass auch die Fehlfunktion einer Komponente und die damit erforderliche Erkennung derselben im Labor prüfbar ist. Damit stellt ein comemso Batteriezellen-Simulator ein wesentliches Testgerät zur Verifikation der kompletten BMS-Funktionalität dar.

BZS-Testsystem

BZS Test-System

Battery cell simulation virtual battery cell diagram

Blockdiagramm der virtuellen Batteriezelle

ANWENDUNGSBEREICHE

Typische Anwender eines Batteriezellen-Simulators sind einerseits Algorithmen-Entwickler für passives und aktives Balancing sowie Entwickler von Batterie- Management-Systemen, aber auch Hersteller von Chips für Batterie-Management-Systeme, Energiespeicher- bzw. Fahrzeughersteller, die eine Funktionsprüfung vor der BMS-Integration in Serie vornehmen möchten, ebenso wie Test- und Zertifizierungslabore.

Batteriezellen-Simulation FSU Slave

FÜR DIE HÖCHSTEN ANFORDERUNGEN

Ein Batteriezellen-Simulator (BZS) muss viele unterschiedliche Bereiche für die funktionale Verifikation eines modernen BMS abdecken können und auch bei hohen Balancing-Strömen eine hohe Genauigkeit der Spannungsregelung aufweisen, um eindeutig den Ladezustand einer Batteriezelle emulieren zu können. Darüber hinaus ist eine hohe Genauigkeit durch aufeinander abgestimmte Hardware- und Software-Regler erforderlich, während schlanke Regelungsalgorithmen, die keine Überschwinger zulassen, ein ebenso dynamisches wie sicheres Verhalten garantieren.

VOM MARKTFÜHRER

comemso verbaut in seinen Batteriezellen-Simulatoren ausschließlich hochwertige Schaltungskomponenten, die für eine optimale Rauschunterdrückung und Glättung der Ausgangssignale sorgen und so die Verifikation von passivem und aktivem Balancing im Strombereich bis 6,5 A ermöglichen. Die Messung von Ruhe- und Leckstrom erfolgt im μA-Bereich. Die Balancing-Algorithmen werden mit der mA-Messung im vollen Bereich oder mit der Coulomb-Messung validiert. Die integrierte Fehlersimulation bietet je nach ausgewählter Variante eine Simulation von Kurzschlüssen, Leitungsbrüchen und Polaritätswechsel bzw. Falschmontage der Zelle. Dank der hohen Isolation pro Zelle kann die Gesamtspannung des Batteriezellen-Simulators bis zu 1000 V betragen, sodass eine Realisierung von Batterien mit bis zu 200 Zellen à 5 V möglich ist. Der comemso BMS-Prüfstand erfüllt all diese Anforderungen. Für die komplette funktionale Verifikation moderner BMS-Systeme (d. h. für Soft- und Hardware) bietet er somit eine reproduzierbare und zuverlässige Anwendung. Sämtliche Messgrößen wie Spannungsquelle, Stromstärke und Stromsenke sind vollständig kalibrierbar und machen somit die comemso Testsysteme zukunftssicher.

AUFBAU EINES BMS-PRÜFSTANDS

Ein ganzheitlicher HiL-Prüfstand für BMS-Tests besteht aus vielen modularen Einzelkomponenten und ist individuell an Ihre Anforderungen und Bedürfnisse anpassbar sowie erweiterbar. Dies ist auch zu einem späteren Zeitpunkt möglich. So kann man mit nur einem BZS mit wenigen Zellen beginnen und diesen dann später flexibel um weitere Zellen und Funktionen erweitern.

Design BZS test bench

DIE INTEGRIERTE FEHLERSIMULATION

Für optimale Ergebnisse und eine genaue Zellspannung ist die Fehlersimulation in die BZS-Elektronik jeder einzelnen Zelle integriert:

1. VERBINDUNGSUNTERBRECHUNGEN
Kabelbruch bei der Verbindung zwischen Zellen und BMS, Materialermüdung etc.

2. KURZSCHLÜSSE
Defekte Batteriezellen, Fehler in der Zellsteuerung, Defekt einer Elektronikkomponente etc.

Batteriezellen-Simulation Kurzschlüsse

3. POLARITÄTSWECHSEL
Fehler in der Verkabelung, Polaritätsumkehr einer Zelle etc.

Batteriezellen-Simulation Polaritätswechsel

PRÄZISION IST UNERLÄSSLICH

Beim Bestimmen des Ladezustands der Zellen eines Akkupacks kommt dem Messfehler eine entscheidende Bedeutung zu. Schon Ungenauigkeiten von ± 10 mV behindern den aktiven Ladungsausgleich. Die Genauigkeit der Zellmessung hängt wiederum von der Spannungsreferenz des CMC ab. Die vereinfachte Entladekurve verdeutlicht, wie wichtig eine genaue Zellspannungsmessung ist.

Entladekurve

Je nach Zellchemie fällt die Ladekurve unterschiedlich flach aus. Anhand des Beispiels (Abb. Ladekurve) ist jedoch erkennbar, dass der flachste Teil in der Regel im Bereich zwischen 20 und 80 % SoC liegt und dabei relativ linear verläuft. In der Abbildung entsprechen 20 % ca. 3,25 V und 80 % ca. 3,6 V. Zwischen 20 und 80 % SoC (60 %) liegt somit eine Differenz von 0,35 V (350 mV) vor. Wenn man nun den SoC für jedes einzelne Prozent richtig bestimmen möchte, muss man es wie folgt berechnen:

SoC measure calculation

Gemäß Abtasttheorem sollte das CMC die Spannung mit einer doppelt so hohen Genauigkeit messen (d. h. mit 2,9 mV). Um diese Messgenauigkeit für das CMC zu ermöglichen, muss der BZS nach dem Abtasttheorem mit einer doppelt so hohen Genauigkeit simulieren (d. h. mit 1,45 mV). Das gilt unter sämtlichen Bedingungen und bei unterschiedlichen Balancingströmen. Selbst das präziseste Batteriemodell hat keinen Nutzen, wenn es die Hardware nicht ebenfalls präzise in die Realität umsetzten kann. Darum legt comemso sehr viel Wert auf Präzision. Eine Genauigkeit von 0,5 mV ist daher Standard. Für Endof- Line-Versionen ist sie sogar noch besser.

DAS COULOMBSTROM-MESSPRINZIP

Zum Erfassen des Balancingverhaltens ist immer eine präzise Strommessung mit einer hohen Frequenz wichtiger. Darum bietet comemso bei seinen Batteriezellen-Simulatoren eine optionale Coulomb- Messung an. Dabei verfügt jedes einzelne Batteriezellenmodul über eine integrierte Messelektronik, die es ermöglicht, alle 100 μs eine Messung durchzuführen. Es werden insgesamt 500 Messwerte in einer Messperiode addiert und in einen physikalischen Wert umgerechnet. Dieser Integralwert wird dann über den Kommunikationsbus ausgegeben. Eine Messperiode dauert 50 ms.

Coulomb Current measurement

THERMISCHE ÜBERWACHUNG

Batteriezellen besitzen einen engen Arbeitstemperaturbereich. Die Lebensdauer und Zyklenfestigkeit der Batteriezelle ebenso wie die funktionale Sicherheit des Akkus hängen wesentlich davon ab, dass die Batteriezelle diesen Bereich nicht verlässt. Übersteigt die Temperatur eine kritische Marke, kommt es zum Thermal Runaway. Dabei steigt die Temperatur innerhalb von Millisekunden extrem an und die im Akku gespeicherte Energie wird schlagartig freigesetzt. So entstehen extrem hohe Temperaturen und es kommt zu einem Brand, der mit herkömmlichen Mitteln kaum zu löschen ist. Um die Gefahr eines Thermal Runaways zu minimieren, muss das BMS die thermische Stabilität des Energiespeichers gewährleisten. Hierfür sorgen entsprechende Temperatursensoren (NTC/PTC) der Batteriezellen bzw. des Batteriepacks. Aus diesem Grund müssen heutige Batteriezellen-Simulatoren nicht nur präzise Strom- und Spannungsmessungen gewährleisten, sondern auch die Temperatur exakt emulieren. Eine galvanisch getrennte Temperatursensor- Emulation für NTC- und PTC-Widerstände im Hochvoltbereich sowie die Simulation von Kurzschlüssen und Leitungsbrüchen der Sensoren sind ebenso erhältlich. Siehe dazu auch die Abbildung „Aufbau BMS-Prüfstand“ auf Seite 6. Weitere Broschüren hierzu sind separat verfügbar.

KALIBRIERUNG & FEINJUSTIERUNG

Wie bei jedem sensorischen Gerät unterliegt auch beim Batteriezellen-Simulator die Messgenauigkeit möglichen Altersschwankungen. Um stets Messwerte mit höchster Genauigkeit zu erhalten, wird eine jährliche Rekalibrierung empfohlen. Dies kann auf drei unterschiedliche Arten erfolgen:

  1. a) die BZS-Module werden zum Rekalibrieren an comemso geschickt
  2. b) ein Servicemitarbeiter von comemso nimmt die Rekalibrierung direkt vor Ort vor
  3. c) für maximale Flexibilität bietet comemso ebenfalls die Möglichkeit, die Kalibrierung mit einem eigens dafür entwickelten Gerät selbst durchzuführen: dem „BCS SmartCal“. Das BCS SmartCal vermisst voll automatisiert alle Sensoren der emulierten Batteriezelle und kann diese bei Abweichungen nachjustieren. Alle drei Möglichkeiten der Justierung umfassen einen Kalibrierungsbericht nach ISO 9001.

Eine Fein- bzw. Nachjustierung der Spannungssensoren kann ab BZS Gen. 8 problemlos über die comemso Software „Toolbox“ durchgeführt werden. So lassen sich auch geringste Abweichungen der Spannungsungenauigkeit eliminieren. Für die Justierung werden nur eine USB-Verbindung zum PC sowie eine einfache CAN-Ansteuerung benötigt. Bei der manuellen Nachjustierung wird kein Kalibrierungsbericht erstellt.

BZS-Kalibrierung

ABGESTIMMTE HARD- UND SOFTWARE

Für schnell einsetzbare Testsysteme mit geringem Einführungsaufwand unterstützen die comemso Batteriezellen-Simulatoren weltweit etablierte Softwarelösungen. Dadurch sind sie schnell und einfach in bestehende Software-Testumgebungen integrierbar. Die Skizze gibt einen Überblick über die zahlreichen Anbindungsmöglichkeiten. Durch eine Testautomatisierung können sequenzielle Testabläufe rund um die Uhr unterbrechungsfrei durchgeführt werden. Dies sorgt nicht nur für eine enorme Zeit- und Kostenersparnis, sondern erhöht auch die Aussagekraft und somit die Qualität der Testergebnisse.

Matching hardware software

ANBINDUNG AN TESTAUTOMATISIERUNGEN

Der comemso Batteriezellen-Simulator verfügt über zwei Fernsteuerungsschnittstellen. Hierüber erfolgt sowohl die komplette Konfiguration als auch das Auslesen der Messwerte aller Sensoren. Dazu gehören die aktuelle Spannung, der Strom, Fehlerflags, die Hardwaretemperatur etc. Über die CAN-Schnittstelle kann eine unbegrenzte Anzahl von Zellen angesprochen und ausgelesen werden. Für Highspeed-Anwendungen mit bis zu 120 Zellen steht zusätzlich eine EtherCAT-Schnittstelle zur Verfügung, die Zykluszeiten im μs-Bereich ermöglicht. Die angebotenen Schnittstellen sind offengelegt und dokumentiert, wodurch die Testsystem- Software frei wählbar ist. Das ermöglicht eine volle Integration in bestehende Softwareumgebungen (siehe Abb. oben). Diese Tools bieten Möglichkeiten für Skripte und Testgeneratoren zur Automatisierung von Tests einschließlich umfangreicher Testberichte. Für Tests mit dynamischem Zellverhalten können darüber hinaus MATLAB-Modelle angebunden werden.

Batteriezellen-Simulator verbunden mit automatischen Test-Systemen

BATTERIEN MODELLIEREN

Der State of Charge ist ein wichtiger Kennwert für alle batteriebetriebenen Geräte und spielt bei Energiespeichern eine große Rolle. Im vollständig geladenen Zustand liegt dieser Wert bei 100 %. Durch das Entladen sinkt er bis auf 0 %. Zur Bestimmung dieses SoC-Werts wird in der Regel die Methode der Spannungsmessung benutzt. Eine volle Batterie erkennt man in diesem Fall an einer höheren Spannung. Allerdings beträgt die Spannungsdifferenz zwischen dem vollständig geladenen und entladenen Zustand oft nur wenige Volt (V). Alternativ kann die stromintegrative Methode zur Bestimmung des SoC-Werts angewendet werden. Hierbei wird der SoC-Wert über den Batteriestrom während einer Integrationszeit aus dem Coulomb- Wert bestimmt. Dazu wird sowohl der Strom, der in die Batterie hineinfließt, als auch der aus der Batterie kommende Strom in Amperesekunden (As) gemessen und kumuliert. (Siehe S. 9) Batteriemodelle sind zu einem wichtigen Werkzeug für die Entwicklung batteriebetriebener Systeme geworden. Sie finden Anwendung, sobald die Verwendung realer Batterien aus Sicherheitsgründen nicht mehr möglich ist. Mithilfe zahlreicher einstellbarer Parameter, wie zum Beispiel dem aktuellen Ladezustand (SoC) oder der allgemeine Zellgesundheit (SoH, State of Health), kann die virtuelle Batterie das Verhalten einer echten Batterie emulieren. Das comemso Batteriemodell arbeitet linear und ist auf das Verhalten des BMS bei unterschiedlichen Änderungen von SoC und SoH spezialisiert. Zusätzlich zu den statischen Tests mittels Testautomatisierung und den auf MATLAB/Simulink basierenden Batteriemodellen für dynamische Tests (siehe S. 11) bietet der comemso BZS ab Generation 8 auch einfache integrierte Batteriemodelle, die für jede Zelle individuell konfiguriert werden können. Das Modell wird direkt in der BZS-Hardware gespeichert bzw. von dort ausgelesen, wodurch auch ohne MATLAB/Simulink ein dynamisches, einfaches Batterieverhalten kostengünstig nachgebildet werden kann.

Modeling batteries

ELEKTROMAGNETISCHE VERTRÄGLICHKEIT

Testsysteme müssen zum einen robust sein und zum anderen stets zuverlässig arbeiten. Dazu gehören auch die elektromagnetische Störunempfindlichkeit und die Anforderung, dass sie andere (Test-) Systeme nicht negativ beeinflussen. Die comemso Batteriezellen-Simulatoren erfüllen die hohen Anforderungen der Richtlinien zur elektromagnetischen Verträglichkeit. Bestätigt wird dies durch stetig bestandene Tests in der hauseigenen EMV-Prüfkammer.

EMV-Kammer

FÜR ALLE BEDINGUNGEN

Die Robustheit eines BMS sollte nicht nur unter idealen Bedingungen, sondern auch unter schwierigen Klima- und Umgebungsbedingungen gewährleistet sein. Denn sie müssen jederzeit sicherstellen, dass alle Sicherheitsalgorithmen funktionieren – bei Kälte und Hitze sowie in sandigen oder salzigen Umgebungen. Um die volle Leistung unter allen Bedingungen für die gesamte Lebensdauer Ihrer Elektrofahrzeuge garantieren zu können, implementieren viele Tier1- Anbieter eine Klimakammer in ihre Entwicklungsund/ oder End-of-Line-Tests. Gerade am Ende jeder Produktionslinie kommt es auf jede Minute an. Hierfür hat comemso eine hocheffiziente Lösung entwickelt: ein Testsystem mit Klimakammer, in der bis zu 12 BMS platziert werden können, um anschließend die Temperatur automatisiert zu erhöhen oder zu senken. So können Endof- Line-Tests zeiteffizient und kurz nacheinander durchführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Multiplexer (MUX) zwischengeschaltet. Er multiplext die Batteriezellen auf den gewünschten Prüfling, dann auf den Nächsten usw., ohne dass dabei die Prüflinge unterversorgt werden. Anschließend wird die nächste Prüftemperatur eingestellt und die Tests werden bei allen Prüflingen erneut sukzessive durchgeführt. So kann viel Zeit für die Temperaturwechsel eingespart werden.

comemso BCS Battery Cell Simulator

AUF IHRE BEDÜRFNISSE ZUGESCHNITTEN

Die modular aufgebauten comemso Batteriezellen- Simulatoren bieten nach dem Baukastenprinzip ein breites Spektrum an individuellen Lösungen im Zusammenspiel mit Standardkomponenten. Dank dieser Flexibilität sind wir in der Lage, Systeme in verschiedenen Größen zu realisieren, um den Anforderungen unserer Kunden optimal gerecht zu werden. So bieten wir portable Tischsysteme mit 12 bis 36 Zellen an, die sich ideal für Chip-Hersteller, Start-Ups oder für den akademischen Einstieg eignen. Daneben stellen wir auch mittlere Systeme mit 24 bis 60 Zellen bereit, die für Entwickler von Batterie-Management-Systemen sowie für die Entwicklung von aktivem und passivem Balancing interessant sind. Schließlich können wir auch eine Zellenanzahl speziell nach Kundenwunsch bereitstellen, wobei mehr als 204 Zellen möglich sind. Für alle comemso Systeme gibt es zudem die Möglichkeit, Batterie-Management-Systeme vom Zelllevel bis hin zum Packniveau zu testen. Sämtliche Systemgrößen sind ebenso als End-Of- Line-Varianten für den Dauerbetrieb in der Serienvalidierung, in Test- und Zertifizierungslaboren bzw. für die „Endabnahme“ beim Fahrzeughersteller konfigurierbar. Gerne beraten wir Sie persönlich und erarbeiten mit Ihnen gemeinsam eine perfekte Lösung für Ihre Anforderungen und Ihr Budget. Hierzu bitten wir Sie, das „Specifications Sheet“ vorab auszufüllen, das Sie auf den nächsten Seiten finden. Profitieren Sie von unserer jahrelangen Erfahrung in der Elektromobilität – unser technischer Vertrieb freut sich auf Ihre Kontaktaufnahme!

comemso BCS product range

FÜR GEMEINSAME SCHNITTSTELLENTESTS

Der rasante Fortschritt der Elektromobilität hat im Vergleich zu konventionellen Verbrennerfahrzeugen neue Herausforderungen mit sich gebracht. Der neue Fokus liegt nun auf der Elektronik und Software, die viel mehr Überwachungsaufgaben übernehmen müssen. Dabei geht es im Wesentlichen um zwei Steuergeräte: zum einen das Batterie-Management-System (BMS) und zum anderen den Electric Vehicle Charge Controller (EVCC), der sich auf dem On- Board-Charger (OBC) befindet. Das BMS hat die Aufgabe, wie bereits auf den Seiten zuvor beschrieben, die Fahrzeugbatterie zu überwachen und ggf. zu regeln. Das EVCC wiederum steuert die Kommunikation sowie den Stromfluss beim Ladevorgang zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladesäule. Als Bindeglied zwischen BMS und Ladesäule erfasst das EVCC während des Ladevorgangs kontinuierlich den Ladezustand (SoC) der Fahrzeugbatterie. Das gilt gleichermaßen für AC und DC. Erkennt das EVCC nun, dass die Fahrzeugbatterie vollständig geladen oder ein unerwarteter Fehler aufgetreten ist, sendet es blitzschnell eine Meldung an die Ladesäule, damit der Ladevorgang abgebrochen und eine Beschädigung der Fahrzeugbatterie verhindert werden kann. Es ist daher extrem wichtig, bereits in der Entwicklungsphase alle relevanten Parameter zwischen BMS und EVCC mithilfe eines Verbundprüfstands im Labor zu testen, um mögliche Fehlerquellen gefahrlos, automatisiert und reproduzierbar zu erkennen. So kann späteren Risiken vorgebeugt werden. Jahrelange Praxiserfahrung sowie Erkenntnisse aus umfangreichen elektrischen Fehlersimulationen machen den comemso Verbundprüfstand zu einem hochpräzisen Hardware-in-the-Loop-System. Damit können Tests und Analysen der Kommunikation zwischen BMS und EVCC/OBC durchgeführt werden, die die hohen und komplexen Anforderungen der OEM und Tier1-Anbieter umfangreich abdecken.

HiL-Prüfaufbau mit BZS + EVCC

HiL test setup mit BMS + EVCC

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