Wie lässt sich die Lebensdauer für Batterien bei Elektrofahrzeugen erhöhen und damit auch deren Reichweite?
Mit den von Preh entwickelten Steuergeräten BMU (Battery Management Unit) und den CSSUs (Cell Supervising Sensor Units) werden die Batteriezellen auf Temperatur und Spannung überwacht und die Restreichweite des Elektrofahrzeuges ermittelt. Kenntnisse über die Temperatur in den Batteriezellen sind wichtig, denn Überhitzung kann die Lebensdauer der Batteriezellen verkürzen. Durch das sogenannte passive Load-Balancing wird erreicht, dass die Batteriezellen homogen geladen werden. Der Vorteil eines aktiven Load-Balancing ist die komplette Synchronisation des Auf- und Entladens der jeweiligen Batteriezellen ohne Verlust von Energie. Damit bietet das aktive Load-Balancing im direkten Vergleich mit dem passiven Load-Balancing eine Erhöhung der Reichweite um
10-15%. Das Steuergerät BMU überwacht zusätzlich die Hochvolt-Sicherheit mittels eines Isolationswächters.
Dabei wird das Fahrzeug auf Kurzschluss zwischen Hochvoltsystem und Niedervoltsystem überwacht.
Nur ein Beispiel für den Einsatz der von Preh entwickelten BMU und der CSSU ist der BMW i3.
Aber nicht nur die Batterielebensdauer, sondern auch die Sicherheit von Batteriemanagementsystemen muss im Vordergrund stehen. Das Risikoklassifizierungsschema ASIL-C, festgelegt in der ISO Norm 26262, sieht für Steuergeräte im Batteriemanagement vor, dass ein zweiter Sicherheitspfad vorhanden sein muss. Bei Preh werden die Steuergeräte, die im Batteriemanagement zum Einsatz kommen, ausschließlich entsprechend dieser Norm entwickelt.
Spielt die Kenntnis der Unterspannung für die Berechnung der Reichweite eine Rolle, so ist die Überspannung ein ebenso wichtiges Thema, da sicherheitstechnisch relevant. Ein Aspekt hierbei ist die Steuerung der Energierückgewinnung – die sogenannte Rekuperation. Das Überhitzen einer Batteriezelle bei häufig aufeinanderfolgender Volllast einhergehend mit sehr hohen Außentemperaturen kann die Temperatur in der Hochvoltbatterie über das normale Maß hinaus erhöhen. In einem solchen Fall kommen die im ersten Sicherheitspfad festgelegten Maßnahmen zum Einsatz. Diese reichen von einer Reduzierung der Temperatur in der Hochvoltbatterie durch Öffnung des Kühlventils über eine Drosselung der Motorleistung des Fahrzeug bis hin zum Schalten in den sicheren Zustand, also dem Öffnen der Schütze. Im Falle einer Nichtauslösung dieser Maßnahmen greift der zweite Sicherheitspfad ein.
