Was ist Battery Management System?
Bei BMS-Tests handelt es sich um eine Gruppe von Tests, die überprüfen, ob das Batteriemanagementsystem Überladung, Tiefentladung, Überstrom und Temperaturgrenzwerte richtig erkennt und rechtzeitig Schutzreaktionen auslöst.
Zweck von Battery Management System
Der Zweck besteht darin, nachzuweisen, dass die Software- und Hardware-Schutzfunktionen, die die Sicherheit des Batteriesatzes gewährleisten, wie vorgesehen funktionieren.
Bei welchen Produkten wird Battery Management System angewendet?
- Batteriemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge
- Energiespeicher-BMS-Einheiten
- Industrielle Batteriemanagementplatinen
In welchen Branchen wird Battery Management System eingesetzt?
Normen zu Battery Management System
- ISO 6469-1
- UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen
- UL 2580Sicherheit in Elektrofahrzeugbatterien prüfen
- IEC 62619Sicherheit von Lithiumbatterien in industriellen Anwendungen prüfen
- ISO 26262 (Funktionale Sicherheit)
- UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen
- IEC 62133Sicherheit in tragbaren Zellen und Batterien prüfen
- IEC 62620Industrielle Lithiumzellen und -batterien prüfen
- UL 1642Sicherheit in Lithiumzellen prüfen
- UL 2054Sicherheit bei Batterien für den privaten und gewerblichen Gebrauch prüfen
- ISO 12405Testbedingungen für Lithiumbatteriepakete von Elektrofahrzeugen prüfen
Prüfbedingungen für Battery Management System
- Schutzschwellen
- Vom Hersteller angegebene Spannungs-, Strom- und Temperaturgrenzen
- Kommunikation
- Befehls- und Datenüberprüfung über CAN oder eine gleichwertige Schnittstelle
- Fehlerinjektion
- Szenarien für Sensorunterbrechung, Kurzschluss und Kommunikationsverlust
- Umfeld
- In der Spezifikation definierter Temperaturbereich
Prüfgerät für Battery Management System
- Zellenemulator (Batteriesimulator)
- Programmierbare Stromversorgung und Last
- CAN-Analysator und Datenprotokollierung
- Temperaturschrank
- Fehlerinjektionsanlage
Probenanforderungen für Battery Management System
- Die BMS-Softwareversion muss erfasst werden
- Deklarierte Schutzgrenzen bedürfen der Schriftform
- Eine Dokumentation des Kommunikationsprotokolls ist erforderlich
- Ob ein Zellenemulator oder echte Zellen verwendet werden, muss gesondert angegeben werden
Dauer von Battery Management System
Abhängig vom Umfang der Schutzfunktionen und Fehlerszenarien dauert es mehrere Tage.
Ablauf von Battery Management System
- 1Das BMS wird angeschlossen, die Kommunikation überprüft und der Ausgangszustand aufgezeichnet.
- 2Mithilfe des Zellenemulators werden Spannungs- und Temperaturszenarien erstellt.
- 3Jede Schutzschwelle wird einzeln überschritten und die Reaktionszeit gemessen.
- 4Es werden Fehlerinjektionsszenarien angewendet.
- 5Die Ausgleichsfunktion ist verifiziert.
- 6Alle Antworten werden mit den Kommunikationsaufzeichnungen verglichen.
Annahmekriterien für Battery Management System
Das Akzeptanzkriterium ist in der Spezifikation definiert: Die Schutzfunktionen werden bei den angegebenen Schwellenwerten und innerhalb der angegebenen Zeit aktiviert und gehen unter Fehlerbedingungen in einen sicheren Zustand über.
Auswertung der Ergebnisse
Reaktionszeiten und Schwellengenauigkeiten werden mit den Messwerten verglichen. Kommunikationsaufzeichnungen müssen zeigen, dass Schutzereignisse korrekt gemeldet werden.
Prüfbericht zu Battery Management System
- Angewendete Standard- und BMS-Softwareversion
- Deklarierte und gemessene Schutzschwellen
- Reaktionszeiten
- Szenarien und Ergebnisse der Fehlerinjektion
- Kommunikationsaufzeichnungen
Akkreditierung
EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.
Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.
Geltungsbereich und BerechtigungenVerwandte Vorschriften
- UNECE R100 Teil II
- ISO 6469-1
- EU-Batterieverordnung
Batarya Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?
Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Battery Management System gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.
Batterieprüfungen beantworten drei getrennte Fragen, jede mit einem eigenen Normenkörper: Ist die Batterie transportfähig, ist sie im Gebrauch sicher, liefert sie die angegebene Leistung? Diese drei Fragen werden häufig verwechselt, und die Verwechslung hat kommerzielle Folgen — mit einem Transportbericht kann kein Markt betreten und mit einem Produktsicherheitsbericht keine Sendung versandt werden.
Auf der Transportseite ist UN 38.3 ein verpflichtendes Tor; eine Batterie ohne diesen Nachweis darf nicht versandt werden. Auf der Sicherheitsseite bestimmt die Anwendung, was gilt: IEC 62133-2 für tragbare Produkte, IEC 62619 und IEC 63056 für industrielle Anwendungen und Energiespeicher, UNECE R100, UL 2580 und ISO 6469 für Elektrofahrzeuge. Auf der Leistungsseite werden Kapazität, Innenwiderstand, Zyklenlebensdauer, Selbstentladung, Ladeaufnahme und temperaturabhängiges Verhalten gemessen.
Die Unterscheidung der EBENE ist in dieser Familie wesentlich und der Punkt, der in der Lieferkette die meisten Diskussionen auslöst. Zelle, Modul und Pack werden getrennt bewertet; ein für eine Zelle erhaltenes Zertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Neben den Zellen wird das Verhalten des Packs vom Batteriemanagementsystem, der Kühlkonstruktion, der mechanischen Struktur, der Verbindungsanordnung und der Isolationskoordination bestimmt. Den Bericht des Zelllieferanten in die Pack-Akte zu legen, ist ein verbreiteter, aber unzureichender Ansatz.
Thermisches Durchgehen und dessen Ausbreitung sind das kritischste Thema in diesem Bereich. Eine Lithiumzelle kann bei Beschädigung oder Überhitzung eine sich selbst erhaltende chemische Reaktion eingehen; die Wärme von außen abzuführen ist dann meist nicht mehr möglich. Moderne Normen behandeln das thermische Durchgehen einer einzelnen Zelle daher als UNVERMEIDBARES Fehlerszenario und ändern die Fragestellung: Breitet sich das Ereignis auf Nachbarzellen aus, was wird außerhalb des Packs freigesetzt, und wie viel Zeit bleibt dem Nutzer zur Flucht?
In diesem Bereich wird das Batteriemanagementsystem nicht als elektronische Platine, sondern als SICHERHEITSFUNKTION bewertet. Es wird gezeigt, dass Überladungs-, Tiefentladungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz tatsächlich greifen, dass das System im Fehlerfall in den sicheren Zustand fällt und dass seine Software verifiziert wurde. In industriellen und fahrzeugtechnischen Anwendungen ist diese Bewertung an Rahmenwerke der funktionalen Sicherheit gebunden.
Die regulatorische Seite wird rasch anspruchsvoller. Die Batterieverordnung (EU) 2023/1542 geht über die Sicherheit hinaus und führt Pflichten zur Erklärung des CO2-Fußabdrucks, des Rezyklatanteils, der Haltbarkeits- und Kapazitätsangabe, des Batteriepasses sowie der Entnehmbarkeit bei tragbaren Batterien ein. Dies erweitert den Prüfumfang über die klassischen Sicherheitsprüfungen hinaus.
Methodengruppen in diesem Bereich
Elektrischer Missbrauch
Überladung, Tiefentladung, äußerer Kurzschluss, Zwangsentladung und unausgeglichenes Laden. Hier zeigt sich, ob die Schutzschaltungen tatsächlich funktionieren.
Mechanischer Missbrauch
Vibration, Schock, Quetschung, Durchdringung, freier Fall und Umkippen. Es wird überwacht, ob interne Kurzschlussbedingungen entstehen.
Thermische Tests
Temperaturwechsel, Thermoschock, Lagerung bei hoher Temperatur, Feuereinwirkung und Ausbreitung des thermischen Durchgehens.
Umweltprüfungen
Feuchtigkeit, Unterdruck, Salzsprühnebel und, falls erforderlich, Eintauchen; diese stehen bei Fahrzeug- und Außenanwendungen im Vordergrund.
Leistungsmessungen
Kapazität, Energie und Leistung, Innenwiderstand, Wirkungsgrad, Zyklenlebensdauer, kalendarische Lebensdauer und temperaturabhängiges Verhalten.
BMS-Überprüfung
Verifizierung der Schutzschwellen, der Zellausgleichsfunktion, der Kommunikation und der Fehlerreaktion.
Häufig verwechselt in diesem Bereich
- UN 38.3 ist kein Produktsicherheitszertifikat; es belegt nur die Transportkonformität.
- Ein Zellzertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Das Pack wird gesondert mit seiner eigenen Architektur bewertet.
- Zwei aus derselben Zelle aufgebaute Packs liefern unterschiedliche Ergebnisse; Kühlung, Verbindungstechnik und mechanische Struktur sind entscheidend.
- Ein Leistungstest ist kein Sicherheitstest. Ein Bericht zur Zyklenlebensdauer erfüllt keine Sicherheitsanforderungen.
- Bei einer Elektrofahrzeugbatterie sind ein UL-2580-Bericht und eine UNECE-R100-Genehmigung nicht dasselbe; das eine ist eine Normbewertung, das andere ein Typgenehmigungsverfahren.
- Eine in eine Second-Life-Anwendung überführte Fahrzeugbatterie erhält ein neues Nutzungsprofil; die frühere Bewertung kann nicht direkt übernommen werden.
Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen
- Transportkonformität und Prüfzusammenfassung für den Versand
- Produktsicherheitserklärung und Marktzugang
- Erklärungen zu Leistung, Haltbarkeit und CO2-Fußabdruck im Rahmen der Batterieverordnung
- Bewertung der Auswirkungen eines Wechsels des Zelllieferanten oder des BMS
- Standortabnahmeprozesse für ein Energiespeichersystem
Verwandte Tests
Häufige Fragen zu Battery Management System
Werden BMS-Tests mit echten Zellen durchgeführt?
Um Schutzschwellen sicher zu überschreiten, wird häufig ein Zellenemulator eingesetzt. Die Validierung mit realen Zellen erfolgt auf Packebene und mit begrenzten Szenarien.