Was sind die Vorteile eines Batteriemanagementsystems (BMS)?

Es ist eine unbestreitbare Tatsache, dass keine Lithium-Ionen-Batterie ohne ein BMS vollständig ist. Diese Aussage trifft sogar so sehr zu, dass viele Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge ihre eigenen BMS-Modelle entwickelt haben.

Aber was genau ist ein BMS?

Ein BMS (Battery Management System) ist im Wesentlichen ein Messgerät in Form eines Chips variabler Größe, der mit einer Reihe von Drähten verbunden ist, von denen einige länger sind als andere. Das BMS erfüllt mehrere Funktionen: Es dient als Steuerung, als Manager und vor allem als Sicherheitsvorrichtung. Dies ist besonders wichtig bei Lithium-Ionen-Batterien, bei denen mangelnde Sicherheit während des Lade- oder Entladevorgangs zu gefährlichen Reaktionen wie Bränden, Gasemissionen oder sogar Explosionen führen kann. Solche Vorfälle stellen ein erhebliches Risiko für Benutzer und Umstehende in der Nähe von Elektro-Zweirädern dar.

Angesichts dieser erheblichen Risiken bleibt die ursprüngliche Aussage unbestreitbar: Keine Lithium-Ionen-Batterie sollte jemals ohne ein BMS auskommen.

Einer der bemerkenswertesten und logischsten Vorteile der Implementierung eines BMS ist die Verlängerung der Batterielebensdauer. Ein hochwertiges BMS bietet einen echten Schutz für Batteriezellen vor Überlastung und Überspannung und erhöht so deren Lebensdauer erheblich.

Die Funktionen des BMS

Das BMS (Battery Management System) ist eine Software, die für die Steuerung der Batterien zuständig ist, die den Motor von Elektrofahrzeugen antreiben. Das BMS übernimmt drei wesentliche Aufgaben:

Hauptfunktion: Überwachung der Lithium-Ionen-Batterie in elektrischen Zweirädern

Die Aufgabe des BMS besteht darin, die Lithium-Ionen-Batterie, die elektrische Zweiräder antreibt, kontinuierlich zu überwachen und zu steuern. Diese fortlaufende Überwachung und Steuerung stellt eine erhebliche elektronische Herausforderung dar. Die Synchronisation und Präzision der vom BMS gesammelten Daten sind entscheidend für die Sicherheit sowohl des elektrischen Zweirads als auch seines Fahrers (unabhängig davon, ob es sich um einen Roller, ein Motorrad oder ein Elektrofahrrad handelt).

Es ist wichtig zu wissen, dass die Betriebsumgebung von elektrischen Batterien oft weniger kontrolliert ist als gewünscht. Extreme Bedingungen, wie z. B. starke Hitze, können die Batterie zusätzlich belasten. Hier kommt das BMS ins Spiel, das kontinuierlich Echtzeitdaten von der Batterie sammelt und analysiert, um effektive Lösungen zu implementieren.

Wenn beispielsweise erhöhte Temperaturen zu einer Überhitzung der Batteriezellen führen, reagiert das BMS mit der Aktivierung eines Lüfters. In Situationen, in denen diese Kühlmaßnahme nicht ausreicht, trennt das BMS die Batterie, um weitere Probleme zu vermeiden.

Sekundäre Funktion: Ausgleich von Lithium-Ionen-Batteriezellen

Lithium-Ionen-Batteriezellen, die für die Speicherung elektrischer Energie zuständig sind, stammen oft nicht aus derselben Produktionslinie. Dies kann zu unterschiedlichen Leistungsniveaus führen, insbesondere wenn sie nach dem Einbau in den Akku eines Elektromotors äußeren Belastungen wie Hitze ausgesetzt sind. Das BMS berücksichtigt diese Unterschiede, während es die Ladung aller Zellen ausgleicht.

Eine mögliche Fehlfunktion des BMS (Battery Management System) könnte dazu führen, dass bestimmte Zellen vollständig aufgeladen werden, während andere nur teilweise aufgeladen werden. Dies kann zu einer eingeschränkten Verfügbarkeit von nutzbarer Energie führen, wobei einige Zellen schnell altern und letztendlich die Gesamtlebensdauer der Batterie verkürzen.

Tertiäre Rolle: Identifizierung neuer Leistungsindikatoren

Neben der Überwachung wichtiger Parameter wie Spannung, Temperatur und Strom spielt das BMS eine zentrale Rolle bei der Ermittlung und Bereitstellung von Daten zu verschiedenen Leistungsindikatoren. Zum Beispiel:

Schätzung des Ladezustands (SOC):Das BMS berechnet den Ladezustand (State Of Charge, SOC), der die Kapazität der Lithium-Ionen-Batterie widerspiegelt. Diese Kapazität steht in direktem Zusammenhang mit der Reichweite des Elektrofahrzeugs, und das BMS kann diese Informationen bei Bedarf an den Fahrer (egal ob Roller, Motorrad oder Fahrrad) weitergeben.
Interaktion mit Ladestationen: Das BMS (Battery Management System) stellt die Kommunikation mit der Ladestation für die Lithium-Ionen-Batterie her. Unter Berücksichtigung spezifischer Kriterien bestimmt das BMS die Leistungsstufe, die die Ladestation liefern soll, um sicherzustellen, dass sie innerhalb der Sicherheitsgrenzen arbeitet.