Battery Cell Modeling for Battery Management System

Abstract

Usage of batteries as energy storage is emerging in automotive and mobile working machine applications in future. When battery systems become larger, battery management becomes an essential part of the application concerning fault situations of the battery and safety of the user. A properly designed battery management system extends one charge cycle of battery pack and the whole life time of the battery pack. In this thesis main objectives and principles of BMS are studied and first order Thevenin’s model of the lithium-titanate battery cell is built based on laboratory measurements. The battery cell model is then verified by comparing the battery cell model and the actual battery cell and its suitability for use in BMS is studied.

Akkujen käyttö energiavarastona kasvaa todennäköisesti merkittävästi mm. liikenneväline- ja työkonekäytöissä tulevaisuudessa. Suurissa akkujärjestelmissä tarvitaan akunhallintajärjestelmää akuston vikatilanteiden estämiseen ja käyttäjien turvallisuuden takaamiseen. Hyvin suunnitellulla akunhallintajärjestelmällä voidaan pidentää akuston yhden latauksen kestoa sekä akuston koko elinikää. Tässä työssä tutustutaan akunhallintajärjestelmien pääominaisuuksiin ja rakenteisiin, sekä tehdään laboratorio mittausten perusteella litium-titanaatti-akulle ensimmäisen kertaluvun Theveninin-malli, jonka soveltuvuutta akunhallintajärjestelmään tarkastellaan oikeaan akkuun verraten.