Flexibles Batteriemanagementsystem und energie-autarkes Sensorarmband BlueTEG auf der Sensor + Test

/ 30.5.2014

Das Fraunhofer IIS stellt im Bereich Integrierte Energieversorgungen zwei Neuheiten auf der Sensor + Test vom 3. bis 6. Juni 2014 in Nürnberg vor: ein flexibles Batteriemanagement für komplexe Batteriesysteme sowie das energieautarke Sensorarmband BlueTEG.

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© Fraunhofer IIS/Kurt Fuchs

Flexibles Batteriemanagement für komplexe Batteriesysteme

Batteriesysteme für hohe Spannungen bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen Batteriezellen, um Systemspannungen von 50 bis 400 Volt zu erreichen. Die einzelnen Zellen müssen individuell überwacht werden, um die maximal verfügbare Kapazität jeder einzelnen Zelle nutzen zu können und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Um bei gegebener Systemspannung und Stromanforderung mit unterschiedlichen Batterietechnologien als auch Kapazitätsgrößen arbeiten zu können, muss das Batteriemanagement in der Lage sein, unterschiedliche Konfigurationen von Batteriezellen überwachen zu können.

Das Fraunhofer IIS stellt auf der Sensor + Test dieses Batteriemanagementsystem vor. Ein kleines Elektronikmodul an jeder Zelle erfasst die Zellparameter wie Zellspannung und Temperatur. Dieses Zellmodul steuert die aktive Symmetrierung zum Ladungsausgleich zwischen den Zellen. Durch eine optimierte Buskommunikation wird der Ver-kabelungsaufwand zwischen den Zellen minimiert. Eine beliebige Kombination unterschiedlicher Module in Parallel- oder Serienschaltung ist durch übergeordnete Modulcontroller möglich. Leistungsschalter in den Modulcontrollern führen die Sicherheitsfunktionen aus.

Das flexible Batteriemanagement ist zudem in der Lage, die Restkapazität und den Alterungszustand mittels shunt- bzw. widerstandsbasierten Strommessungen genau vorherzusagen. So können Laufzeit- oder Reichweitenprognosen erstellt werden, was einen Sicherheitspuffer überflüssig macht. Der Vorteil: Die maximale Kapazität der Batteriezellen kann vollständig genutzt werden.

Erstes Bluetooth Low Energy-Armband mit thermoelektrischer Energieversorgung

Das Sensorarmband BlueTEG misst Sensorwerte wie die Umgebungstemperatur oder Beschleunigungsraten und sendet diese via Bluetooth an ein Smartphone oder Tablet-PC. In ein Armband integriert, nutzt BlueTEG die Temperaturdifferenz zwischen Haut und Umgebung, um daraus elektrische Energie zur Versorgung der Elektronik zu gewinnen. Dazu werden ein herkömmlicher Thermogenerator und ein spezieller Spannungswandler des Fraunhofer IIS eingesetzt. BlueTEG benötigt keine Batterie, die nachgeladen oder ausgewechselt werden muss, wie es bei herkömmlichen Geräten der Fall ist. Es ist in allen Bereichen der körpernahen Sensorik oder Funksensorik einsetzbar und kann auch beispielsweise in Multifunktions- oder GPS-Uhren integriert werden.

Die Besucher der Sensor + Test können sich vom 3. Bis 6. Juni 2014 über die neuesten Entwicklungen des Fraunhofer IIS in Halle 12, Stand 537 informieren.