10.1 Betriebsfenster

Unter dem Betriebsfenster versteht man den Spannungs-, Strom- und Temperaturbereich der Zelle oder der Batterie in welchem diese sicher betrieben werden kann und muss. Jede Verletzung der Grenzen des Beriebsfensters beduetet, dass eine Schädigung der Zelle bzw. Batterie vorliegt.  Nach dem eintreten eines solchen Falls ist die Batterie als nicht mehr sicher zu betrachten. Entweder die Batterie wird dann schnellstmöglich fachgerecht entsorgt oder von einem Fachmann überprüft.

Operational-region-Discharge-Voltage-and-Current-vs.-Temperature

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Quelle: DIN IEC 62619

Demnach ist hier strengstens vom BMS zu messen bzw. zu erfassen:

  • Spannungen innerhalb der Grenzwerte?
  • Ströme innerhalb der Grenzwerte?
  • Kurzschluss? – Achtung sehr dynamisch!
  • Temperaturen innerhalb der Grenzwerte?
  • Erdschluss? (Optional)

Ferner ist bei der Messung und Bewertung der Paramer immer auch die Messgenauigkeit des BMS berücksichtigt werden, da jede Messung naturgemäß Toleranzbehaftet ist.

  • Voltage per cell and total
    Accuracy ± 5 mV per cell
  • Current
    Accuracy
  • Temperatur measurement (About 4 to 6 cells per sensor)
    Accuracy 1° C

Ferner ist zu bedenken, dass die Abtastrate (sampling rate) so angepasst sein muss, das eventuell auftretende Abweichungen rechtzeitig erfasst werden können, beovor das System geschädigt wird. Entscheidend ist dies bei hohen Entlade- und Ladeströmen.

  • Sampling rate
    ≤ 200 ms per 10 to 15 cells

Sollte das Betriebsfenster verletzt werden oder droht verletzt zu werden, kann das BMS folgendermaßen reagieren.

Steuerlemente bei drohender Spannungsgrenzenverletzung:

  • Balancieren
  • Ströme abregeln
  • Abschalten

Steuerlemente bei drohender Stromgrenzenverletzung:

  • Ströme regeln
  • Abschalten

Steuerelemente bei drohender Temperaturunter- oder überschreitung:

  • Abschalten
  • Kühlung oder Heizung einschalten (soweit vorhanden)