Batteriemanagementsystem (BMS): Überwachung und Schutz von Akkus

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Updated Mai 10, 2024

Ein Batteriemanagementsystem (BMS), auch Batteriemanagement genannt, ist eine Maßnahme oder elektronische Schaltung, welche zur Überwachung, Regelung und zum Schutz von Akkumulatoren dient.

Zu den Aufgaben eines Batteriemanagements gehört z. B.

  • Ladezustandserkennung,
  • Tiefentladeschutz, oder
  • Datenschnittstellen für komplexe Systeme.

Bei vielen Mobilgeräten umfasst das BMS auch die automatische Umschaltung der Stromversorgung, je nachdem, ob ein externes Ladegerät oder Datenschnittstelle (USB) mit begrenzter Leistung (USB) angeschlossen ist.

Ein Batteriemanagementsystem kann notwendig werden, wenn mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet werden, um beispielsweise einen Lithium-Ionen-Akku zu bilden.

Es können auch Betriebsdaten angezeigt oder für Servicezwecke gespeichert werden. Bei Blei- oder NiCd-Zellen kann das BMS ggf. fehlenden Wassers auffüllen.

Die einfachste Form des Batteriemanagements ist ein Laderegler. Systeme speziell für größere Lithium-Ionen-Akkus verfügen jedoch häufig über Komponenten, die alle in Reihe geschalteten Batterien einzeln überwachen und Auskunft über deren Zustand geben.

Batteriemanagementsysteme findet man in verschiedenen Akkuschaltungen, wie Antriebsbatterien in Elektrofahrzeugen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen, Mobiltelefonen oder Laptops. Eine der größten Herausforderungen ist die Bestimmung des Ladezustand, der sich bei vielen Akkutypen nur ungenau aus Zellspannung und Innenwiderstand bestimmen lässt.

Zusammenfassung

Ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist ein kritisches System, das zum Überwachen und Verwalten von wiederaufladbaren Batterien verwendet wird. Seine Hauptfunktionen umfassen:

  1. Überwachung: Das BMS überwacht verschiedene Parameter wie Spannung, Strom und Temperatur jeder einzelnen Zelle in einer Batteriepackung. Diese Überwachung hilft dabei, die Leistung der Batterie zu optimieren und ihre Lebensdauer zu verlängern.
  2. Zellenausgleich: Das BMS gleicht die Ladung der einzelnen Zellen aus, um sicherzustellen, dass alle Zellen gleichmäßig geladen werden. Dies ist wichtig, weil die Zellen in einer Batteriepackung unterschiedlich altern können, was zu Ungleichgewichten in ihrer Leistung führt.
  3. Schutz: Das BMS bietet Schutz gegen verschiedene Bedingungen, die der Batterie schaden können, wie Überladung, Tiefentladung, Überstrom, hohe Temperaturen und Kurzschlüsse.
  4. Datenkommunikation: Das BMS kommuniziert in der Regel mit anderen Systemen im Gerät oder Fahrzeug, um Informationen über den Zustand und die Leistung der Batterie bereitzustellen. Dies ist besonders wichtig in Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen.
  5. Energiemanagement: In einigen fortgeschrittenen BMS-Systemen wird das Energiemanagement integriert, um die Energieabgabe und -aufnahme der Batterie effizient zu steuern, was besonders in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen und intelligenten Stromnetzen wichtig ist.

Zusammengefasst ist das Batteriemanagementsystem ein wesentlicher Bestandteil moderner Batterietechnologien, das die Leistung, Sicherheit und Lebensdauer von wiederaufladbaren Batterien wesentlich verbessert.