Neues Infineon-Referenzdesign für Hochvolt-BMS ermöglicht fortschrittliche Batteriemodellierung und Systemintegration an der Edge

Technology News

Oct 27, 2026

München, 27. Oktober 2026 – Die Infineon Technologies AG bringt ein Referenzdesign für Hochvolt-Batteriemanagementsysteme (BMS) auf den Markt, mit dem sich rechenintensive Batteriemodelle direkt auf der Battery Management Unit (BMU) ausführen lassen. Die Lösung nutzt einen AURIX™ TC4x-Mikrocontroller mit Parallel Processing Unit (PPU) und liefert damit die Rechenleistung, die für fortschrittliche Funktionen im Batteriemanagement an der Edge erforderlich ist. Das Referenzdesign integriert die BMU mit Funktionen zur Batteriepack- und Zellüberwachung sowie einem umfassenden Softwarepaket. Damit bietet es eine Komplettlösung aus Hard- und Software für die Entwicklung und Evaluierung von Hochvolt-BMS.

Die PPU des Mikrocontrollers kann eine bis zu 30-mal höhere Rechenleistung als eine Standard-CPU erzielen. Die zusätzliche Rechenkapazität unterstützt fortschrittliche Modellierungsansätze, darunter maschinelles Lernen, hybride und elektrochemische Modelle, digitale Zwillinge sowie Ersatzschaltbildmodelle. Diese Funktionen können dazu beitragen, Lastprofile, Ladestrategien, Zellnutzung und Reichweite zu verbessern. In verschiedenen Anwendungsszenarien verlängern optimierte Lastprofile die Batterielebensdauer um bis zu 30 Prozent. Dieselben Modellierungsfunktionen ermöglichen Batteriedesigns mit bis zu 20 Prozent weniger Zellen oder alternativ eine größere Reichweite bei unveränderter Batteriekonfiguration. Durch die zusätzliche Rechenleistung lassen sich zudem die Ladezeiten um bis zu 20 Prozent verkürzen.

BMU für fortschrittliche Batteriemodellierung und -steuerung
Das BMU-Referenzdesign kombiniert eine Steuerplatine auf Basis des AURIX TC4x-Mikrocontrollers mit den für die Entwicklung von Hochvolt-BMS erforderlichen Schnittstellen und Funktionen. Es bietet Ethernet-, CAN-, USB-C- und iso-UART-Anschlüsse sowie Eingänge für die Fahrzeug- und Laborstromversorgung, MOTIX™-Schutztreiber, eine Hochvolt-Interlock-Funktion, EEPROM sowie XENSIV™-Druck- und Gassensoren zur Erkennung von thermischem Durchgehen. Die BMU unterstützt verschiedene Methoden zur Abschätzung und Vorhersage des Batteriezustands unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Dazu gehören die elektrochemische Impedanzspektroskopie, die Leerlaufspannungsmessung, die Coulomb-Zählung, die Kalman-Filterung, Ersatzschaltbildmodelle und elektrochemische Modelle sowie digitale Zwillinge, KI-basierte Modelle und weitere datengetriebene Ansätze.
Mit diesen Methoden lassen sich Parameter wie die interne Zelltemperatur, der Ladezustand, der Gesundheitszustand, die Leistungsfähigkeit und der Sicherheitszustand abschätzen sowie Anzeichen für Lithium-Plating identifizieren. Die Schätzwerte können das Batteriemanagement während des Parkens, Ladens, Schnellladens, Fahrens und des Zellbalancings unterstützen. Eine frühzeitigere Erkennung von Zuständen, die mit thermischem Durchgehen einhergehen, kann einem Batteriemanagementsystem zusätzliche Zeit verschaffen, um vorbeugende oder schützende Maßnahmen einzuleiten.

Die Ausführung fortschrittlicher Batteriemodelle direkt im Fahrzeug reduziert die Datenmenge, die zur Verarbeitung in die Cloud übertragen werden muss. Dadurch lassen sich die Anforderungen an die Cloud-Infrastruktur und die Verarbeitungslatenz verringern. Aufeinander abgestimmte Modellarchitekturen in Labor-, Cloud- und Edge-Umgebungen können zudem die Validierung und Bereitstellung von Modellen sowie Over-the-Air-Updates erleichtern.

Integrierte Überwachungs- und Schutzfunktionen im gesamten Batteriesystem
Das Hochvolt-BMS-Referenzdesign vereint die zentralen Funktionen, die für ein komplettes Batteriesystem benötigt werden. Neben der BMU umfasst die Lösung eine Pack Monitoring Unit (PMU) und eine Cell Monitoring Unit (CMU). Zusammen mit dem zugehörigen Softwarepaket bilden diese Komponenten eine aufeinander abgestimmte Hard- und Softwareplattform für die Entwicklung und Evaluierung von Hochvolt-BMS.

Die PMU basiert auf dem PSOC™ 4 HVPA SPM 1.0 und bietet eine ASIL-D-konforme Lösung für zentrale Mess- und Schutzfunktionen auf Batteriepack-Ebene. Sie unterstützt die Strommessung, die Hochvolt-Überwachung bis 1000 V, die Messung des Isolationswiderstands und die Coulomb-Zählung. Darüber hinaus verfügt das Design über eine iso-UART-Schnittstelle zu TLE9012- und TLE9018-Bauteilen, eine galvanisch getrennte CAN-Schnittstelle zum Host-Mikrocontroller, SPI-Schnittstellen für Drucksensoren sowie eine Schnittstelle für eine pyrotechnische Sicherung.

Die CMU integriert den TLE9018DQK, einen 18-kanaligen IC zur Überwachung und zum Balancing von Lithium-Ionen-Batterien, der ASIL D und ISO 26262 entspricht. Seine äußerst geringe Leistungsaufnahme ermöglicht eine direkte Versorgung aus drei bis 18 Zellen. Durch Hardware-Kaskadierung lassen sich bis zu 62 Platinen in einer Daisy-Chain verbinden. Darüber hinaus reduziert die Lösung den Verdrahtungsaufwand auf Zellebene durch das Fehlerkompensationskonzept von Infineon, das eine AFE-Anbindung mit 19 Leitungen ermöglicht. Sie unterstützt außerdem den Abgleich von Strom und Leistung zwischen Modulen, einschließlich einer Nachkalibrierung über die Lebensdauer. Der iso-UART-Transceiver TLE9015DQU stellt die Kommunikationsschnittstelle bereit.

Verfügbarkeit
Das Hochvolt-BMS-Referenzdesign kann ab sofort bestellt werden und wird auf der electronica 2026 vorgestellt. Weitere Informationen sind erhältlich unter www.infineon.com/automotive-battery-management.

Infineon auf der electronica 2026
Auf der diesjährigen electronica in München präsentiert Infineon Halbleiterinnovationen und Systemlösungen für das KI-Zeitalter. Intelligenz verlagert sich zunehmend von der Cloud in Maschinen, Fahrzeuge, industrielle Systeme und Alltagsgeräte. Mit Technologie von Infineon können diese ihre Umgebung wahrnehmen, Daten verarbeiten, sich vernetzen und sicher, zuverlässig sowie energieeffizient handeln. Auf der electronica 2026 zeigt Infineon Technologien und Lösungen für Physiche KI in der Robotik, intelligente Edge-Geräte, softwaredefinierte elektrische Fahrzeuge und die Stromversorgung der Zukunft von der erneuerbaren Erzeugung bis hin zu KI-Rechenzentren. Vom 10. bis 13. November präsentiert Infineon in Halle C3, Stand 502 innovative und energieeffiziente Lösungen für eine zunehmend intelligente und vernetzte Welt. Weitere Informationen sind unter www.infineon.com/electronica erhältlich.

Über Infineon

Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleiterlösungen für Power Systems und das Internet der Dinge (IoT). Mit seinen Produkten und Lösungen treibt Infineon die Dekarbonisierung und Digitalisierung voran. Das Unternehmen hat weltweit rund 57.000 Beschäftigte (Ende September 2025) und erzielte im Geschäftsjahr 2025 (Ende September) einen Umsatz von rund 14,7 Milliarden Euro. Infineon ist in Frankfurt unter dem Symbol „IFX“ und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International unter dem Symbol „IFNNY“ notiert.

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Das Infineon-Referenzdesign für Hochvolt-BMS integriert die Battery Management Unit mit Funktionen zur Batteriepack- und Zellüberwachung auf einer Platine. In Kombination mit einem umfassenden Softwarepaket bietet es damit eine Komplettlösung aus Hard- und Software für die Entwicklung und Evaluierung von Hochvolt-BMS.

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Oliver Scharfenberg

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