Der comemso Batteriezellen-Simulator – leistungsstark seit über einem Jahrzehnt

Die Anforderungen beim Testen eines Batterie-Management-Systems (BMS) gehen inzwischen weit über die Prüfungen mit Zellspannungs-Parametern hinaus. comemso hat sich dabei durch jahrelange Erfahrung als State-of-the-Art etabliert und setzt mit dem Batteriezellen-Simulator (BZS) die technischen Daten von 0,01 – 8V Spannungsbereich pro Zelle, eine hohe Präzision von +/- 0,3mV und das Ganze bis zu 6A in der Quelle und Senke als aktuellen Stand der Technik. Darüber hinaus ist auf Kundenwunsch eine Stack-Spannung von bis zu 1500V möglich und je nach Anforderung sind Zellen bis 18A als Quelle und Senke mittels Spezialmodus simulierbar. Als neustes Feature ist nun das integrierte, eigens entwickelte comemso Batteriemodell verfügbar. Dieses bietet zahlreich einstellbare Parameter, wie zum Beispiel den aktuellen Ladezustand (SoC), und kann direkt auf die Hardware geflasht werden, um das dynamische Batterieverhalten für jede Zelle individuell nachzubilden.

Zentraler Bestandteil eines BZS
Das Kernstück eines BMS Hardware-in-the-Loop (HiL) Systems ist die Zell-Spannungsemulation, mit stetig wachsenden Anforderungen bezüglich Genauigkeit, Fehlersimulation, Wertebereiche, etc.. Diese Punkte alleine reichen jedoch schon lange nicht mehr aus, um die hohen Anforderungen von OEMs und Tier1 zu erfüllen. Ein BMS-HiL soll deshalb die Temperatursensoren emulieren, um die Algorithmen für Winterbedingungen aber auch Sicherheitsmechanismen bei Überhitzungen von Zellen abzuprüfen.

Zusätzliche Prüf- und Simulationsmöglichkeiten
Da die Batterie nicht mit PE (Protective Earth) verbunden sein darf, ergeben sich beim Testen außerdem weitere Anforderungen für die Isolationsüberwachung, ein sicherheitskritisches Element, welches zuverlässig unter verschiedensten klimatischen Bedingungen geprüft werden muss. Darüber hinaus müssen weitere Umgebungsbedingungen von anderen Steuergeräten simuliert werden, sei es durch Analog- oder Digitalsignale oder eine Restbus-Simulation.

Kein valides Ergebnis ohne Verifizierung
Insgesamt ist es wichtig, dass auch der Prüfstand Verifizierungsmöglichkeiten und Abgriffe bietet, um durchgeführte Tests, Genauigkeiten und Ergebnisse überprüfbar zu machen. Hierzu gehört auch eine sehr gute Selbst-Diagnose des Prüfstands, um im Fehlerfall einen Testfall als „nicht valide“ kennzeichnen zu können. Die gesamten Tests müssen in Echtzeit durchgeführt werden und dabei voll-automatisiert, reproduzierbar und sicher sein. Hierzu gehört auch, dass der Prüfling fest verstaut wird und bei versuchtem Zugriff durch die Testperson der gesamte Prüfstand von selbst abschaltet.

Systeme zugeschnitten auf jede Anforderung
Dem Anspruch von Automobilherstellern und Zulieferern gerecht zu werden, ist stets der Ansporn für comemso. Ein Beispiel eines solchen kundenspezifischen Prüfstands, mit seiner einzigartigen Kombinatorik an Modulen ist in den Abbildungen zu sehen. Herausstechendes Merkmal ist dabei die sog. Breakout-Box mit den farbig beschrifteten Bananenbuchsen. Mithilfe dieser kann der Kunde jegliche Signale separat abgreifen, um die Angaben des Prüfstands zu validieren.

Ungewöhnliche Anforderungen wie diese sind das Spezialgebiet von comemso, wofür eine sehr hohe in-house Fertigungstiefe mit eigener Elektronikfertigung, Softwareentwicklung und eigenen Laserschneid- und Graviermaschinen aufgebaut wurde. Vom einzelnen Transistor bis zur Simulationssoftware – alles aus einem Guss und „100% Invented in Germany“.