Cell-Balancing bei HV-Batterien
Das sogenannte Cell-Balancing (Zellausgleich) ist eine zentrale Maßnahme zur Sicherung von Leistung, Lebensdauer und Sicherheit moderner Hochvolt-Batterien in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Ziel ist es, dass alle Zellen innerhalb eines Batteriepakets eine möglichst gleiche Zellspannung aufweisen – unabhängig von Zelltyp, Alter und Temperatur.
Warum ist das wichtig?
- Bei in Serie geschalteten Zellen bestimmt die schwächste Zelle die Gesamtleistung.
- Spannungsabweichungen führen zu:
- Vorzeitiger Deaktivierung einzelner Module
- Reduzierter Reichweite
- Ungleichmäßiger Alterung
- Im Extremfall: thermische Überlastung oder Sicherheitsabschaltung
Wie funktioniert das Balancing?
Das Batteriemanagementsystem (BMS) überwacht kontinuierlich die Zellspannungen. Weichen Zellen voneinander ab, wird über das BMS ein passives Balancing durchgeführt: Zellen mit höherer Spannung werden über Lastwiderstände entladen, bis sie dem Niveau der anderen entsprechen. In hochwertigen Systemen kann auch aktives Balancing zum Einsatz kommen, bei dem Energie gezielt zwischen Zellen umverteilt wird – das ist effizienter, aber technisch aufwendiger.
Wann ist manuelles Balancing erforderlich?
- Beim Tausch einzelner Module (neu oder gebraucht)
- Bei vermuteter Fehlfunktion des internen Balancers
- Bei starker Zellspannungsdifferenz nach längerer Standzeit
- Vor dem erstmaligen Inbetriebnehmen gebrauchter Batteriesysteme
Technische Hinweise
- Hochvoltbatterien bestehen oft aus 96-400 in Serie geschalteten Einzelzellen
- Schon Spannungsabweichungen von >30-50 mV pro Zelle können das Balancing aktivieren
- Vor dem Zusammenführen mehrerer Module muss der Spannungsabgleich manuell durchgeführt werden
- Sicherheit geht vor: Manuelles Balancing erfordert Arbeiten am geöffneten HV-System – das darf nur durch Fachkräfte mit Qualifikation nach DGUV 209-093, Stufe 3S („Arbeiten unter Spannung“) durchgeführt werden.
Praxistipp
Ein Diagnosegerät mit HV-Batterieauswertung liefert oft Zellspannungen und Balancerstatus. Für präzise Spannungsmessung: HV-geeignetes Multimeter oder Isolationsmessgerät verwenden.
In unserem HV-Training Stufe 3S wird das manuelle Cell-Balancing praxisnah behandelt – inklusive typischer Fehlerbilder, Diagnosetools und Sicherheitsmaßnahmen.