Batteriemanagementsysteme (BMS) sind für die Überwachung und Aufrechterhaltung der Leistung wiederaufladbarer Batterien von wesentlicher Bedeutung. Zwei kritische Parameter sind Ladezustand (SoC) und Gesundheitszustand (SoH). Eine genaue Berechnung dieser Parameter gewährleistet Sicherheit, Langlebigkeit und optimalen Betrieb von Batteriepacks.

Zustand der Ladung (SoC) verstehen

SoC zeigt die aktuelle Kapazität einer Batterie im Verhältnis zu ihrer maximalen Kapazität, ausgedrückt als Prozentsatz, an und hilft dabei, zu bestimmen, wie viel Energie in der Batterie verbleibt.

Zur Berechnung von SoC sind die gängigsten Methoden die Coulomb-Zählung und die spannungsbasierte Schätzung. Coulomb-Zählung beinhaltet die Integration des Stroms im Laufe der Zeit, während spannungsbasierte Methoden die offene Stromspannung (OCV) der Batterie verwenden, um den Ladezustand zu schätzen.

Berechnung des Gesundheitszustands (SoH)

SoH misst den Gesamtzustand einer Batterie im Vergleich zum Originalzustand und spiegelt den Kapazitätsverlust und den Anstieg des Innenwiderstands im Laufe der Zeit wider.

Die üblichen Ansätze zur Bestimmung von SoH umfassen Kapazitätsprüfungen und Impedanzmessungen. Die Kapazitätsprüfung umfasst das vollständige Laden und Entladen der Batterie zur Beurteilung der tatsächlichen Kapazität, während die Impedanzmessung interne Widerstandsänderungen auswertet.

Schritt-für-Schritt-Berechnungsprozess

  • Schritt 1: Aufzeichnung der anfänglichen Batteriekapazität und -spannung.
  • Schritt 2: Verwenden Sie Coulomb-Zählung, um die Ladung während des Betriebs zu verfolgen.
  • Schritt 3: Messen Sie regelmäßig die Batteriespannung, um SoC-Schätzungen zu aktualisieren.
  • Schritt 4: Führen Sie Kapazitätstests in regelmäßigen Abständen durch, um das Ausblenden der Kapazität zu beurteilen.
  • Schritt 5: Messen Sie den internen Widerstand, um den SoH-Abbau zu überwachen.

Die Kombination dieser Messungen bietet einen umfassenden Überblick über den Batteriezustand und den Ladezustand und ermöglicht eine effektive Verwaltung und Wartung.