BNG - Wireless Battery Management System

Battery Next Generation (BNG) – Erforschung und Erprobung eines funkbasierten Batterie Management Systems (wireless Battery Management System, kurz wBMS) für Batteriesysteme in schweren Nutzfahrzeugen.

Das vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie geförderte Verbundprojekt BNG hat zum Ziel, neue Generationen von Batteriesystemen für batterieelektrische Nutzfahrzeuge mit einem Serienstart nach 2030 zu erforschen und zu entwickeln.

Neben den notwendigen und bereits stattfindenden Entwicklungs- und Forschungsmaßnahmen bezüglich der eigentlichen Zell- und Batteriestruktur, ist auch die spätere Überwachung und Steuerung der jeweiligen Batterie ein wesentlicher Aspekt für die Weiterentwicklung und Verbesserung der Batteriesysteme. In diesem Zusammenhang konzentriert sich ein Teilbereich des BNG-Projekts auf die Erforschung, Erprobung und Implementierung einer funkbasierten Variante eines Batteriemanagementsystems (wireless Battery Management System, kurz wBMS). Die hierbei stattfindende Funkkommunikation zwischen den Cell Monitoring Controllern (CMC) und dem Battery Management Controller (BMC) stellt speziell im Bereich von schweren Nutzfahrzeugen eine große Herausforderung dar.

Bei Automobilanwendungen besteht der Batterieaufbau aus mehreren auf einer Ebene liegenden Zellmodulen, welche am Chassis des Autos verbaut werden. Im Gegensatz dazu ist der Batterieaufbau im Nutzfahrzeugbereich über mehrere übereinanderliegende Ebenen gestaltet. Hierdurch ergibt sich der sogenannte „Battery-Pack“, welcher die Anzahl der benötigten Zellmodule auf mehrere Ebenen sogenannten „Layern“ verteilt, wobei pro Ebene mehrere Zellmodule verbaut sind. Diese Ebenen sind größtenteils voneinander abgetrennt, wodurch nur schmale Verbindungsstellen für die Funkkommunikation vorhanden sind. Dies führt zu erschwerten Einsatzbedingungen für ein wBMS, welches den hohen und neuen Anforderungen an Daten- und Ausfallsicherheit gerecht werden muss.

Um den potenziellen Einsatz eines wBMS zu überprüfen und um Kennnisse über die Funkwellenausbreitung innerhalb eines „Battery-Packs“ zu erhalten, wird die angestrebte, hochfrequente Funkkommunikation sowohl simulativ als auch messtechnisch am realen System erforscht und erprobt. Die aus diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend in der Konzeptionierung und dem Aufbau des wBMS sowie in der Konstruktion des „Battery-Packs“ berücksichtigt.

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch, Prof. Dr.-Ing. Armin Dietz

Bearbeitung: Andre Merx, M.Sc.

Projektpartner: MAN Truck & Bus SE, E-T-A GmbH

Gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Zeitraum: 01.07.2023 bis 31.12.2025