Ladeverfahren und BMS Flashcards

Question

Welche Schaltungstopologien gibt es denn ?

Answer 1

Serienverschaltung Modulare Stränge also Serie und Parallel Parallel und Serie

Answer 2

Alle Zellen werden in Serie geschaltet. Für **jede einzelne Zelle Balancing** und **Spannungsmessung** nötig bei Liion In den Strang auf der Packebene braucht man **eine Strommessung**. Hohe Spannung Keine Redundanz Die Kapazität bleibt unverändert Energiegehalt und Leistungsfähigkeit steigen proportional zur Zellenzahl.

Answer 3

Spannungsmessung und Balancing für jede Zelle nötig. **UND** ein BMS pro Strang. Strommessung und Sicherung für jeden Strang, also mehrere Stromsensoren Geringe Spannung, Hohe Redundanz, Hohe Flexibilität bei Auswahl der Zellen Hoher BMS Aufwand

Answer 4

**Spannungsmessung** und Ladungsausgleich für jedes parallele Modul nötig und **nicht für jede Zelle** **Stromsicherung** für **jede einzelne** Zelle Eine Sicherung pro Zelle Geringe Spannung Hohe Redundanz Geringer BMS Aufwand Querströme zwischen parallelen Zellen

Answer 5

für Zylindrische Zellen **Herausforderungen** Übergangswiderstand Korrosion Zuverlässigkeit bei Vibrationsbelastungen

Answer 6

entweder durch Ultraschall , Laser, Widerstand Direkte Verbindung der Stromsammler Pouch Bag Zellen Schweißen von Verbindern Zylindrische Zellen Lebensdauer der Kontakte kritisch, evtl. geschweißte Kontakte zwischen zwei verschiedenen Materialien erforderlich

Answer 7

Quasi eine Einwegsicherung mit 10A Technologie aus der Mikroelektronik Ultraschall/Laser Bonding Integrierte Sicherheitsfunktion Vorteilhaft für die Parallelschaltung von kleinen Zellen

Answer 8

Luftkühlung Wasserkühlung Kühlmittel | Preis LK

Answer 9

Wärmeverteilung und Kühlmöglichkeit ist von Zellenformat abhängig

Answer 10

**Pro** Gemeinsame Nutzung der Innenraumklimatisierung-Synergie Keine Gefahr von Kurzschlüssen durch Kühlmittel Einfache Implementierung der Heizung Geringes Gewicht **Contra** Gemeinsame Nutzung der Innenraumklimatisierung Passagier vs. Batterie Großes Volumen Luftanschluss zw. Fahrgastraum & Batterie Kondensation muss berücksichtigt werden

Answer 11

**Pro** Einfache Erhitzung Luftdichte Verpackung möglich Geringeres Volumen Höhere Leistungsdichte möglich im Vergleich zur Luftkühlung **Contra** Leckage des Kühlsystems muss berücksichtigt werden Beobachten Sie die Positionierung der Stromabnehmer sorgfältig Höheres Gewicht Komplexität / Kosten Isolierung zw. Zellpotential und Kühlmittel

Answer 12

**Pro** Sehr homogene Temperaturverteilung innerhalb des Akkupacks möglich Luftdichte Verpackung möglich Geringes Volumen Höhere Leistungsdichte möglich im Vergleich zur Luftkühlung **Contra** Nacherwärmung schwierig Leckage des Kühlsystems sehr kritisch Höheres Gewicht Komplexität / Kosten Kritische Auswahl des Kühlmittels

Answer 13

**Hauptschütz** Trennt Batteriepack im Fehlerfall vom Antrieb Öffnen des Schützes kann fahrdynamische Folgen haben **Kühl/Heizsystem** Wie viel Heiz oder Kühllesitung wird benötigt? **Zellausgleichsystem** Gezielte Entladung einzelner Zellen Vermeidung von Überladung einzelner Zellen

Answer 14

Erhöht die Kapazität proportional zur Zellenzahl Hält die Spannung unverändert Energiegehalt und Leistungsfähigkeit steigen proportional zur Zellenzahl

Answer 15

Die Gesamtmasse der Ausgangsstoffe ist gleich der Gesamtmasse der Reaktionsprodukte (Massenerhaltung). Die Ladungsbilanz muss vor und nach der Reaktion gleich sein (Ladungserhaltung).

Answer 16

Molarität Molalität

Answer 17

Die Menge von N A = 6,023 ·10 23 elementaren Teilchen (z.B. Atomen, Molekülen, Ionen) dient als „handhabbare“ Einheit der Stoffmenge. Sie wird als ein Mol bezeichnet. Die Einheit ist „ mol “ und ist eine der 7 Basis SI Einheiten (neben m, s, A, Candela, kg, T). Die Masse, die ein Mol elementarer Teilchen besitzt, nennt man molare Masse ( Molmasse , Einheit g/ mol ). Die Molmasse eines Stoffes entspricht dem Wert der atomaren Masseeinheit u in Gramm ( 55,847g Fe entsprechen einem Mol und sind damit 6,023 ·10 23 Eisenatome, 18 g H 2 O entsprechen einem Mol und sind damit 6,023 ·10 23 Wassermoleküle).

Answer 18

der Elektrolytkonzentration der Materialzusammensetzung der Aktivmassen der Temperatur des Ladezustands

Answer 19

elektrisch nutzbare Energie delta G = delta H - T deltaS Reaktionsenthalpie delta H beschreibt die Menge der freigesetzten oder aufgenommen Energie während der Reaktion.Sie kann bestimmt werden aus dem Energiegehalt H der Reaktanten . Freie Reaktionsenthalpie delta G (auch Gibb’sche freie beschreibt die Menge der chemischen Energie, die in elektrische Energie umgewandelt werden kann (und umgekehrt)

Answer 20

Säure Konzentration

Answer 21

Gleichgewichtsspannung reversiblen Wärme

Answer 22

Kohlenstoffelektroden Salze Laden Entladen hohe

Answer 23

* Direkt und linear proportional zu dem Lade oder Entladestrom * Führt immer zu einem direkten Spannungsabfall bei Beginn eines * Stromflusses * Beim Entladen ist der Term jeweils negativ, beim Aufladen positiv * (Definition der Stromrichtung: negativ, wenn die Batterie entladen * Widerstand des Elektrolyten ist meist der größte Beitrag * Widerstand des Elektrolyten sinkt mit steigender Temperatur, * Widerstand metallischer Elemente steigt mit steigender Temperatur

Answer 24

Spannungsabfall durch die elektrochemischen (Butler Volmer Gleichung) und chemischen Reaktionen bei Stromfluss. Wird bedingt durch den eigentlichen Lade --/Entladeprozess an den beiden Führt beim Laden der Batterie zu einer Erhöhung der Batteriespannung gegenüber der Gleichgewichtsspannung und beim Entladen entsprechend umgekehrt.

Answer 25

verursacht durch Konzentrationsgradienten der Reaktanten Abnahme von Reaktanten durch langsamen Austausch mit Elektrolytreservoir Blockade von Poren durch Kristallwachstum oder Abnahme der Porosität führt zu einer beschleunigten Abnahme der Reaktanten Reduktion des Porenvolumen durch Änderung des spezifischen Volumens der Aktivmassen während der Entladung Abbau der Diffusionsüberspannung dauert einige Zeit, so dass sich die Spannung auch nach Abschalten des Stroms noch ändert. Der Konzentrationsausgleich erlaubt nach einer Wartezeit auch eine weitere Entladung der Batterie.

Answer 26

Spannungssack treten in der BleiSäureBatterien auf. Diese treten nur nach einer kompletten Vollladung auf. Der Grund ist das, dass Keine Impfkristalle für die Kristallisierung der Bleisulfatkristalle vorhanden ist und diese sehr hohe Ionenkonzentration im Elektrolyt führt. Nach der Bildung von Impfkristallen nimmt die Konzentration rapide ab und der Spannungssack verschwindet

Answer 27

Die **Gasungsreaktion** läuft immer ab, wenn die Zellspannung die Wasserzersetzungsspannung von 1,23 V überschreitet **Mögliche Nebenreaktionen**: □ Positive Elektrode: Sauerstoffentwicklung, Korrosion des Metallgitters □ Negative Elektrode: Sauerstoffrekombination, Wasserstoffentwicklung | zur Reaktiongleichung siehe Folie v2 86

Answer 28

mit **internem** Speicher 1. **niedertemp** * Blei * LiIon * NiCd * NiMH 2. **hochtemp** * NaNiCl * NaS 3. **metalluft** * LiLuft * zn Luft mit **externem** Speicher ElektrolyseurBrennstoffzelle RedoxFlow

Answer 29

Die Sicherung in der Schützbox kann Überströme von außen zur Batterie verhindern.  Die verschalteten Zellen haben selber keine abschaltbaren Elemente, aber die Schützbox kann die Batterie mit einer Sicherung schützen.  Der Widerstand des Vorladesystems in der Schützbox kann einen Kurzschluss zwischen der Batterie und dem Umrichter im Moment des Zusammenschaltens von Batterie und Umrichter verhindern.  Der Eingangskondensator des Umrichters kann durch das Vorladesystem auf der Spannung der Batterie aufgeladen werden.