Batterie-Management-Systeme (BMS)

Wir entwickeln und fertigen Elektronik-Module zur Steuerung/Überwachung von Li-Ion-Speichern verschiedener Anwendungen. Derartige Module werden auch als Batterie-Management-Systeme oder kurz BMS bezeichnet. Li-Ion-Speicher erfordern entsprechende Management-Systeme zur Nutzung ihres vollen Potentials, zum Schutz gegen Überladung und Tiefentladung, zum sicheren Betrieb und als Schnittstelle zu anderen Systemen. Die Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer der Li-Ion-Speicher ist im Wesentlichen von der Wirksamkeit des BMS abhängig.

Eigenschaften unserer BMS

Verschiedene BMS, Li-Ion Speicher, BMS-Monitoring
Batterie-Management-Systeme für Li-Ion Speicher, BMS-Monitoring
  • Steuerung und Überwachung jeder einzelnen Li-Ion-Zelle durch präzises Balancing mit Tiefentlade- und Überladeschutz (anpassbar an spezifische Anforderungen und Kundenwünsche)
  • Kaskadierbare Master-Slave-Topologie für Leistungsspeicher bis 1.000 V und 1 MWh durch serielle und parallele Verschaltung von Zellen bzw. Zellsträngen
  • Umfassendes Sicherheitskonzept mit Konfigurations- und Fehlerspeicher
  • Geringer Energieverbrauch auch bei langer Lagerzeit des Batteriesystems
  • Galvanisch isolierte Ein- und Ausgänge
  • Temperaturmessung und -überwachung entsprechend konstruktivem Aufbau
  • Sichere Kommunikation über CAN-Bus und andere Schnittstellen
  • Umfassendes Monitoring und Diagnosetool mit grafischer Bedienoberfläche

BMS und Tools aus unserem Sortiment (nicht mehr lieferbar)

BMS-Monitoring-Tool
BMS-Monitoring-Tool
BMS-Modulscanner
BMS-Modulscanner
  • BMS für Li-Ion-Starterbatterien
  • BMS für Li-Ion-Akkupacks
  • Modulares BMS für Li-Ion-Speicherbatterien
  • Modulares BMS für Li-Ion-Leistungsspeicher
  • Monitoring / Diagnosetools (Diagnosetool BMS–Monitor, BMS-Modulscanner)

Funktionen Diagnosetool BMS-Monitor:

  • Monitoring
  • Protokollierung
  • Kommunikation

Funktionen BMS–Modulscanner:

  • Parametrierung Grenzwerte BMS-Modul
  • Auslesen Modulkenndaten / Fehlerereignisse aus InfoFlash
  • Zugriff Flash-Speicher per JTAG-Interface

BMS für Li-Ion Starter-Batterien (nicht mehr lieferbar)

BMS für 4-Zellen-Batterie
BMS für 4-Zellen-Batterie
Blockschaltbild
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System für 4-Zellen-Batterie

Funktionen:

  • Zellspannungsüberwachung für 4 Li-Ion Zellen (Auflösung 1,5 mV/Bit, Messfehler max. 0,25%
  • Passiver Zellausgleich,
  • Zellenausgleichströme 200…450 mA,
  • Tiefentlade-/Überlade–Monitoring (Signalisierung relevanter Schwellen),
  • Zwei potentialfreie Schaltausgänge für Tiefentlade- / Überladesignalisierung,
  • Temperaturmessung „on Chip“ und 2 externe Temperatursensoren,
  • Aktiv-/Sleep–Modi für geringen Stromverbrauch,
  • Verpolschutz Jump-Start,
  • Konfigurations-/Fehlerspeicher,
  • Echtzeituhr (RTC) für Systemzeit,
  • LIN-Bus für Diagnose/Kommunikation

BMS für Li-Ion-Akkupacks (nicht mehr lieferbar)

BMS-Variante für 7 Zellen
BMS-Variante für 7 Zellen
Blockschaltbild
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System für Li-Ion-Batterien bis 48 V

Funktionen:

  • Zellspannungsüberwachung für max. 12 Li-Ion-Zellen (Auflösung 1,5 mV/Bit, Messfehler max. 0,25 %),
  • Passiver Zellausgleich,
  • Zellenausgleichströme 200…450 mA,
  • Tiefentlade-/Überlade–Monitoring (Signalisierung relevanter Schwellen),
  • Zwei potentialfreie Schaltausgänge für Tiefentlade-/Überladesignalisierung,
  • Temperaturmessung „on Chip“ und 2 externe Temperatursensoren
  • Aktiv-/Sleep–Modi für geringen Stromverbrauch,
  • Verpolschutz Jump-Start
  • Konfigurations-/Fehlerspeicher,
  • Echtzeituhr (RTC) für Systemzeit,
  • LIN-Bus für Diagnose/Kommunikation,
  • Separater Anschluss für IBS-Stromsensor

Modulares BMS für Li-Ion-Speicherbatterien (nicht mehr lieferbar)

BMS-Erweiterung (Master/Slave)
BMS-Erweiterung (Master/Slave)
Blockschaltbild
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System für Li-Ion-Speicherbatterien bis 170 V

Funktionen:

  • Zell- und Stringspannungsüberwachung für max. 48 Li-Ion-Zellen (Auflösung 1,5 mV/Bit, Messfehler max. 0,25 %),
  • Vereinfachte Master-Slave-Topologie mit max. 4 Modulen,
  • Passiver Zellausgleich,
  • Zellenausgleichströme 200…450 mA,
  • Tiefentlade-/Überlade–Monitoring (Signalisierung relevanter Schwellen),
  • Zwei potentialfreie Schaltausgänge für Tiefentlade-/Überladesignalisierung,
  • Temperaturmessung je Modul „on Chip“ und 2-8 externe Temperatursensoren (je nach Anzahl der Module),
  • Aktiv-/Sleep–Modi für geringen Stromverbrauch,
  • Verpolschutz Jump-Start,
  • Konfigurations-/Fehlerspeicher,
  • Echtzeituhr (RTC) für Systemzeit,
  • LIN-Bus für Diagnose/Kommunikation,
  • Separater Anschluss für IBS-Stromsensorik

Modulares BMS für Li-Ion-Leistungsspeicher

BMS-/Master-Modul
BMS-/Master-Modul
BMS-/Slave-Modul
BMS-/Slave-Modul
Blockschaltbild
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System für Li-Ion-Leistungsspeicher bis 1.000 V

Funktionen:

  • Aufbau in Master-Slave-Topologie mit 1 Master-Modul und maximal 32 Slave-Modulen
  • Überwachung von maximal 384 Zellen möglich
  • Serielle und/oder parallele Verschaltung der Zellen innerhalb eines Speichers möglich

Master-Modul

  • System on Chip (SoC) FPGA mit ARM Cortex-M3 Prozessor
  • Optional 16 MByte Flash und 4 MByte SRAM
  • Versorgungsspannung 9 – 36 V DC
  • 2x galvanisch getrennte CAN-Schnittstellen
  • 4x Modbus mit RS485
  • 8x optisch isolierte Eingänge
  • 8x optisch isolierte Schaltausgänge
  • 2x galvanisch getrennte analoge Eingänge zur Spannungsmessung bis 1.000 V

Slave-Modul

  • Zellspannungsüberwachung für minimal 4 bis maximal 12 Li-Ion-Zellen
  • Passiver Zellausgleich mit Ausgleichsströmen bis ca. 500 mA Onboard ohne oder bis ca. 4 A mit Kühlung
  • Tiefentlade-/Überlade–Monitoring
  • Temperaturmessung je Modul „on Chip“ und 2 externe Temperatursensoren (NTC-Widerstände)
  • Aktiv-/Sleep–Modi für geringen Stromverbrauch
  • Konfigurations-/Fehlerspeicher
  • Echtzeituhr (RTC) für Systemzeit
  • Verpolschutz Jump-Start
  • Datenspeicher 32 MBit zur Speicherung der Konfigurations-, Analyse- und Fehlerdaten
  • Modbus über galvanisch getrennte RS485 zum Master-Modul
  • Slave-Modul auch autark mit eingeschränkter Funktionalität nutzbar

Monitoring/Diagnosetool für unsere BMS

BMS Monitoring/Diagnosetool
BMS Monitoring/Diagnosetool

Für Inbetriebnahme und Tests steht für jede Variante unserer BMS-Module ein angepasstes Monitoring und Diagnosetool zur Verfügung.

Diagnose – Funktionen:

  • Monitoring
    Zellspannungen der angeschlossenen Li-Ion-Zellen mit 1,5 mV Auflösung,
    Ladezustand der Zellen (rot=Überspannung; grün=o.k.; blau=Balancieren; gelb=Unterspannung),
    Anzeige Gesamtspannung des Strings,
    Spannungsverlauf jeder Zelle (graphisch) in Blöcken,
    Anzeige Gesamtstrom Ladung/Entladung,
    Logikzustände der Register des „Balancingbausteins“,
    Temperaturmessung an 2 Stellen des Strings,
    Konfiguration
    Anzeige der Register des Balancing-Bausteins,
    Anzeige Unter-/Überspannungsschwellen,
    Datum/Uhrzeit der Echtzeituhr (RTC) setzen (falls vorhanden)
  • Protokollierung
    Manuelle Speicherung der zeitlichen Spannungsverläufe als Bilddatei,
    Zyklische Speicherung aller erfassten Messwerte mit Fehler-/Statusinformationen
  • Kommunikation
    BMS-USB-Port PC über Schnittstellenkonverter

Downloads

Prospekt BMS für Starterbatterien

30_BMS-Starter-Batterien_1.pdf [649 kB]

Prospekt BMS für Akkupacks

31_BMS-Akku-Packs_1.pdf [586,5 kB]

Prospekt BMS für Speicherbatterien

32_BMS_Speicherbatterien_1.pdf [629,7 kB]

Prospekt BMS für Leistungsspeicher / 1

44_BMS_Leistungsspeicher_1.pdf [681,2 kB]

Prospekt BMS für Leistungsspeicher / 2

44_BMS_Leistungsspeicher_2.pdf [663,1 kB]

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  • Dipl.-Ing. (FH) Matthias Niwa

    Dipl.-Ing. (FH) Matthias Niwa

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