Synchronisierte Messung durch Trigger-Broadcast und weitere Funktionen für drahtlose Batteriesensorik

Abstract

In Elektrofahrzeugen werden Batterien mit vielen Zellen verwendet. Dort werden Batteriemanagementsysteme eingesetzt, die Messwerte von allen Zellen benötigen. Bisher werden dafür verdrahtete Lösungen mit Messcontrollern für Batteriemodule eingesetzt, die u.a. mit Busstrukturen kommu- nizieren. Als Alternative bieten sich drahtlose Sensorsysteme an, wie sie von der Arbeitsgruppe an der HAW Hamburg bereits vorgestellt wurden. In diesem Artikel sollen nun weitere Funktionsmodule vorge- stellt werden, die nicht mit Standardlösungen umsetzbar waren. Eine Teilfunktion ermöglicht die hochgenau synchronisierte Mes- sung des Batteriestroms mit den gleichzeitigen Messungen der Spannungen an allen Zellen. Eine andere Teilfunktion soll die Energieaufnahme der Sensoren minimieren. Dafür ist ein Schlafmodus implementiert. Es wird eine Wake-Up-Lösung mit einem zweiten passiven Empfangszweig - jedoch keinem zusätzlichen Frequenzband - eingesetzt. Außerdem werden weitere Zusatzmodule vorgestellt, die das Sensorsystem um zusätzliche Funktionen erweitern können. Sie wurden in Hard- und Software realisiert und experimentell erprobt. Zu diesen Funktionen gehören passives Zellbalancing, elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) auf der Basis der synchronisierten Messungen sowie die faseroptische Erfassung nicht-elektrischer Messgrößen der Zelle.