BMS (battery management system)

Batteriemanagementsysteme (BMS) sind elektronische Regelschaltungen, die die Ladung und Entladung von Akkus überwachen und regeln. Zu den zu überwachenden Batteriekennwerten gehören die Batteriespannung, die Temperatur der Batteriezellen, die Batteriekapazität, der Ladezustand, die Stromentnahme, die Restbetriebszeit, der Ladezyklus und einige Kennwerte mehr.


Die Aufgabe von Batteriemanagementsystemen ist die Sicherstellung der optimalen Nutzung der in einer Batterie vorhandenen Restenergie, außerdem schützen BMS-Systeme die Batterien vor Tiefentladungen und vor zu schneller Ladung und damit vor Beschädigungen. Bei Mehrzellen-Akkus sorgt das Batteriemanagementsystem für das Batterie-Balancing, das sich darin ausdrückt, dass die verschiedenen Batteriezellen gleiche Lade- und Entladezustände haben.

Das Batteriemanagement zur Überwachung der Batteriekennwerte

Ein Batteriemanagementsystem ist eine elektronische Schaltung mit Regelmechanismen. Bei der Überprüfung der Batteriezellen und deren Ladung arbeitet das BMS-System passiv, andererseits greift es dann aktiv ein, wenn die Grenzwerte bestimmter Parameter überschritten werden. Ein solches System wird über das Stromnetz versorgt. Die Gleichspannung wird in einem Power Module (PM) so aufbereitet, dass diese für die Batterieladung benutzt werden kann. Das Power Module kann im Mobilgerät integriert sein, ebenso im Elektroauto, in USV-Systemen oder in Photovoltaikanlagen. Es kann aber auch ein externer AC-Adapter sein. Mit der aufbereiteten Gleichspannung können die Akkus geladen werden.

Um Beschädigungen von Lithium-Ionen-Akkus zu vermeiden haben die Akkus einen Tiefentladungsschutz. Für die Regelung überprüft das Batteriemanagementsystem die Restenergie, State of Health (SoH) und den Ladezustand, State of Charge (SoC). Die Werte werden an einen Prozessor übermittelt auf dem die BMS-Software läuft und der SoC-Algorithmus implementiert ist.

Neben der Überwachung und Steuerung der Batteriekennwerte kann das Batteriemanagement auch Daten erfassen und Reports und Statistiken ausgeben. Die Kommunikation des Batteriemanagementsystems mit anderen angeschlossenen Einheiten erfolgt über eine serielle Schnittstelle wie den I2C-Bus oder der CAN-Bus.

Das Batteriemanagement in PV-Anlagen

In PV-Anlagen mit Speicher- und Hausbatterien sorgt das Batteriemanagement für die richtige Steuerung der Lade- und Verbrauchsströme. So für den Ladestrom von den Solarmodulen zur Speicherbatterie oder für den Eigenverbrauch über den Wechselrichter ins Haus. Bei Stromüberschuss wird der überschüssige Strom durch das BMS-System ins Niederspannungsnetz oder in die Hausbatterie eingespeist. Steht kein Solarstrom zur Verfügung, dann wird der Verbrauchsstrom von den Speicherbatterien über Wechselrichter für den Eigenverbrauch ins Haus oder ins Niederspannungsnetz geleitet. Das Batteriemanagement überwacht die Spannung, den Strom und die Temperatur in den Batteriezellen, es berechnet die verbleibende Restenergie der Batterien, es erkennt thermisch kritische Zustände und sorgt bei Überhitzung für die Kühlung der Batteriezellen, und es optimiert den Ausgleich zwischen den Zellladungen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Batteriemanagementsystem
Englisch: battery management system - BMS
Veröffentlicht: 23.04.2018
Wörter: 434
Tags: #Batterien, Akkus
Links: AC-Adapter, active, Akku (Akkumulator), Batterie, Batterie-Balancing