Zuverlässiger Wächter für sensible Akku-Zellen in Elektro-Rennwagen

Anbieter zum Thema

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

invenio AG

Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW)

Überladung kann Zelle schädigen

Erkennbar ist nun die Wichtigkeit des Batterie-Management-Systems, das den korrekten Betriebsbereich der Zellen überwacht. Denn durch eine Überladung oder zu hohen Strom, kann durch die entstehende Temperatur die Zelle so weit geschädigt werden, dass es zu der vorher geschilderten Katastrophe kommen kann. Die Frage bleibt jedoch offen, warum das BMS bei der zu niedrigen Spannung in dem Elektrorennwagen eingegriffen hat. Dazu muss man wissen, dass auch ein Tiefentladen der Zelle chemische Prozesse ablaufen lässt, die den innengelegenen Separator beschädigt. Beim erneuten Laden des Akkumulators könnte dies ebenfalls zu einem Brand führen. Somit ist das BMS eine wichtige Einrichtung, um den Fahrer und natürlich auch das Fahrzeug zu schützen.

Unter anderem würde das Batterie-Management-System auch Isolationsfehler erkennen, die durchaus eine Lebensbedrohung für Fahrer oder Werkstattcrew darstellen. Wenn z.B. rund 360 V des Elektrorennwagens durch eine aufgescheuerte Leitung am Fahrzeugchassis anliegen würden, kann das BMS den Fehler erkennen und sofort beide Kontakte des Batteriecontainers öffnen oder zumindest eine Warnmeldung an das Fahrzeug absetzen. Doch nicht nur bezüglich der Sicherheitseinrichtungen ist das BMS sehr wichtig. Den aktuellen Ladezustand des Energiespeichers, der 6,2 kWh fasst, zu kennen, ist enorm wichtig. Denn diese Information hilft dem Fahrer, die für ihn übrig bleibende Energie bis zum Ziel einzuschätzen.

Ergänzendes zum Thema

Formula Student

Im Rahmen des internationalen Konstruktionswettbewerbs namens Formula Student entwickeln und fertigen Studenten von über 500 Hochschulen aus aller Welt jährlich Formelrennwägen für den Einsatz auf der Rennstrecke. Seit 2006 wird die Formula Student, die erstmalig 1981 in den USA ausgetragen wurde, unter der Schirmherrschaft des VDI auch in Deutschland ausgerichtet. Neben der großen Zahl an teilnehmenden Rennwägen mit Verbrennungsmotoren stieg mit der Einführung einer separaten Elektro-Klasse im Jahr 2010 kontinuierlich die Zahl der teilnehmenden Elektrorennwägen. Neben der reinen Fahrleistung der Rennwägen werden die Konstruktion, eine Kostenanalyse und ein fiktiver Businessplan von einer Fachjury bewertet.

Daten werden zur Laufzeit errechnet

Zu den Daten, die das Batterie-Management-System zur Laufzeit errechnet, zählen der aktuelle Innenwiderstand der einzelnen Zellen und natürlich der aktuelle Ladezustand der Batterie. Mithilfe dieser Daten kann verhindert werden, dass die Motoren, die mit einer Spitzenleistung von 85 kW betrieben werden, einen zu hohen Strom aus der Batterie ziehen. So kann durch das Wissen über den aktuellen Widerstand und die unterste Spannungsgrenze leicht errechnet werden, welcher Strom noch aus der Batterie zulässig ist. Denn bei Strömen über 250 A wirkt sich der Innenwiderstand des Batteriesystems, der gut 100 mΩ beträgt, deutlich aus. So kann mithilfe einer intelligenten Implementierung des Gaspedals, der Fahrstil im Notfall so gedrosselt werden, dass das Fahrzeug heil ins Ziel kommt.

Um auch in diesen Jahr wieder zuverlässig auf all diese Daten der Zellen des Rennwagens zurückgreifen zu können, kooperiert das Schanzer Racing Electric Team nun schon in ihrer dritten Saison mit der Firma Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW). Die Vorteile des Batterie-Management-Systems liegen für das Team klar auf der Hand, denn nur mit einem zuverlässigen und sichern System können die 22 km des Endurance Rennes überwunden werden. (jv)

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