Balancing von Batteriezellen, ein neues Paradigma: ETA-Nivellierung

„Batteriepacks stehen im Zentrum der heutigen Energiespeicher- und E-Mobilitätssysteme. Dennoch steckt die Art und Weise, wie die Zellen in diesen Packs ausbalanciert werden, weiterhin in einem Kompromiss: Passive Methoden sind günstig, aber ineffizient, während aktive Lösungen effizient, aber teuer und komplex sind. Das Ergebnis sind Kapazitätsverluste, beschleunigte Alterung und kürzere Lebensdauer.

In diesem Whitepaper wird ETA-Leveling vorgestellt, eine Firmware-basierte Balancing-Strategie, die von PEM Motion zusammen mit Benning CMS Technology GmbH entwickelt wurde. Durch die intelligente Gestaltung der Ladeströme sorgt ETA-Leveling dafür, dass die Zellen von Anfang an synchronisiert sind, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Das Ergebnis ist eine höhere nutzbare Kapazität, eine langsamere Degradation und geringere Kosten über den gesamten Lebenszyklus der Batterie.

Was Sie lernen werden

• Die drei Hauptursachen für Ungleichgewicht (Kapazitätsunterschiede, Impedanzabweichungen, Selbstentladung) und warum herkömmliches Balancing Schwierigkeiten hat, sie zu beheben
• Wie ETA-Leveling Abweichungen verhindert, bevor sie entstehen, anstatt sie nachträglich zu korrigieren
• Praktische Implementierungsmöglichkeiten, von Simulations-Toolkits über Firmware-Patches bis hin zu schlüsselfertigen BMS-Lösungen
• Spezifische Anwendungsfälle, die Kosteneinsparungen, verlängerte Lebenszeiten und Second-Life-Möglichkeiten hervorheben

Warum ETA-Leveling wichtig ist

Herkömmliches Balancing verschwendet oft Energie, entlädt die falschen Zellen und beschleunigt die Alterung, die es eigentlich verhindern soll. ETA-Leveling ändert diese Dynamik durch:

• Verwendung nur der vorhandenen BMS-Sensoren - keine neue Hardware erforderlich
• Ausrichtung aller Zellen auf gleichzeitiges Erreichen der vollen Ladung, um frühzeitige Abschaltungen zu vermeiden
• Wiederherstellung von bis zu 52 % der scheinbaren Kapazitätsverluste bei alternden Packs
• Verlängerung der Nutzungsdauer von Batterien bei gleichzeitiger Senkung der Beschaffungs- und Ersatzkosten

‍

Häufig gestellte Fragen

Warum ist Balancing ein so großes Thema?
Selbst wenn Zellen aus derselben Charge stammen, summieren sich kleine Unterschiede in Kapazität, Widerstand oder Selbstentladung. Im Laufe der Zeit führt dies zu verringerter nutzbarer Energie, schnellerer Alterung und potenziellen Sicherheitsproblemen, wenn es nicht richtig gesteuert wird.

Wie unterscheidet sich ETA-Leveling von passivem oder aktivem Ausgleich?
Beim passiven Ausgleich wird Energie in Form von Wärme verbrannt. Aktives Balancing verursacht zusätzliche Kosten und Hardwarekomplexität. ETA-Leveling bietet einen dritten Weg: Es läuft rein in der Firmware und nutzt vorhandene Messungen, um die Zellen auszurichten. Auf diese Weise bietet es die Effizienz aktiver Systeme ohne den Overhead.

Wie viel Leistungsgewinn kann ich erwarten?
Feld- und Simulationsergebnisse zeigen, dass ETA-Leveling bis zu 52 % der Kapazität zurückgewinnen kann, die normalerweise als verloren gilt, und gleichzeitig die effektive Zykluslebensdauer im Vergleich zum spannungsbasierten Ausgleich verdoppelt.

Ist neue Hardware erforderlich?
Nein. ETA-Leveling ist ein reines Software-Upgrade. Es lässt sich in Ihr bereits vorhandenes BMS integrieren und ist daher einfach und kostengünstig zu implementieren.

Bei welchen Anwendungen hat ETA-Leveling die größte Wirkung?

• Neue Packs: Senkung der Beschaffungskosten durch Verwendung unsortierter Zellen ohne Leistungseinbußen
• Einsatzflotten vor Ort: Laufzeit zurückgewinnen und Lebensdauer verlängern – ohne Batteriepacks auszutauschen
• Second-Life-Systeme: Stabilisierung gemischter Zellen für die Energiespeicherung, Erschließung neuer Einnahmequellen

Wie schwierig ist die Umsetzung?
PEM Motion bietet mehrere Einstiegspunkte:

• Simulationsmodule für schnelle Desktop-Validierung
• Code-Integration in bestehende BMS-Firmware
• Schlüsselfertige BMS-Lösungen mit ETA-Leveling bereits enthalten

‍

Schlussfolgerung

Das Gleichgewicht ist für die Batterieleistung von grundlegender Bedeutung, doch herkömmliche Methoden erzwingen Kompromisse, die die Effizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer einschränken. ETA-Leveling beseitigt diese Kompromisse. Es ist eine einfache, Firmware-basierte Lösung, die Betreibern hilft, verborgene Kapazität zurückzugewinnen, schneller und sicherer zu laden und die Nutzungsdauer ihrer Batterien zu verlängern - und das alles, ohne ihre Hardware neu zu gestalten.

Laden Sie das Whitepaper herunter und erfahren Sie, wie ETA-Leveling die Art und Weise, wie Sie Ihre Batterien verwalten, neu definieren und sicherstellen kann, dass keine Kilowattstunde verschwendet wird.

‍