Ladeverfahren und BMS Flashcards
Welche Unterteilung des Ladevorgangs treffen wir?
Hauptladung-
Ladestrom fließt zum Großteil in die Hauptreaktionen
Nachladung-
Haupt und Nebenreaktionen konkurrieren
Ladegesch. muss begrenzt werden
Erhaltungsladung-
Kompensation der Selbstentladung
Konstantstromverfahren CC-Ladung mit Zeitlimit
welcher Einsatz
welche Eigenschaften
NiCad Batterien
NiMh Batterien
BleiSäure Batterien
Hauptladung mit konst. Strom und Überladen bei Errieichen des Volladezustandes , dann fließt die Gesamte Ladestrom zu Nebenreaktionen
Warum sinkt bei den NiMH Batterien bei KonstStrom ab einer gewissen Punkt die Spannung wieder (nach dem sie gestiegen ist)
Denn mit der mit steigender Spannung und voll werdender Zelle die Verluste größer werden und damit steigt auch die temp und somit sinkt die Innenwiederstand, U = R * I , I konst, U sinkt auch.
welche Kriterien zum Abschalten bei der CC Ladung?
Wendepunkt der Spannung, Beginn der Gasungsreaktion
Umax->nahezu der ganze Ladestrom fließt in Gasungreaktion, Delta U Kriterium,
Temp kriterium
Erkläre die Konstantspannungsverfahren?
Die U-Ladung (CV)Verfahren setzt man in Regler ein Spannungskrieterium und lässt den Strom fließen, den ersten Phase ist aber der Strom trotzdem Konst Strom Phase, Spannungskrieterium greift wenn die Spannung angestiegen ist, dann greift die U Krieterium und die Strom wird geringer je voller die Batterie wird.
Erkläre bitte die IU Verfahren (CCCV).
Es gibt zwei Phasen, in der ersten Phase haben wir Ladung mit konst. Strom und Begrenzung des Stromes durch das Ladegerät
wenn die Ladeschlusspannung erreicht wird beginnt die zweite Phase sodass ‘Ladung mit konstanter Spannung beginnt. Dabei sinkt die Strom mit zunehmender Ladezustand ab. beendet wird die Ladung wenn die minimal Ladestrom erreict wird
Standart Lade Verfahren für LiIon Batterien
welche kombinierte Ladeverfahren gibt es, die auf die IU Ladeverfahren basieren?
siehe Slide 14
IU-Ladung
IUU° Ladung, alsi Ladung mit doppelten Laddeendspannung
IUIa Ladung, also Ladung mit begrenzter Lademenge oder begrenzter Ladezeit!
Welche Rechung gibt mir die Ladezustand ?
Integral des Stromes
Wozu ist die IUU° Ladung, also Ladung mit doppelten Laddeendspannung
mit diesem Ladeverfahren habe ich eine Konst. spannungsphase später alo bei einem höheren spannungswert, also eine längere konst strom und somit Schnelle Erhöhung der Ladezustandes, aber da bei höheren Spannungen die korrosion und Gasung bedeutet (in Blei) schaltet man die Spannung ein Niveau unter und schont die Batteri gegen Alterung
Beschleungung des Ladevorgngs
Wozu ist die IUIa Ladung?
kommt besonders bei den versclossenen BleiSäure Batterien eingesetzt.
Hier folgt ein KonstStrom Ladung eine KonstSpannungLadung und wieder eine Konststromladung, allerdings mit sehr geringen Strom. Alterung verlangsamen, indem man die Sulfatkristallaufbau abbaut.
IUIa Ladung mit anschließenden Trickle Charge
Für Bleibatterien umgesetzt, eine Nachladephase bzw. Ladererhaltungsphase als eine Pulsförmige TrickleCharging um die Batterie nachzuladen.
Was ist Ultraschnellladeverfahren
Ab 22kW Leistung wird von einer Schnellladung gesprocehn.
Anschlussleistung von 350kW, die Idee ist die Energie in einer 3 bis 5 min reinzubekommen um die 100km zu fahren.
Nachteile der Ultraschnellladung ?
- Sehr hohe Ladelsitung benötigt, sodass Netzausbau nötug sein kann
- Hohe Kosten für Ladegeräte
- Nur an zentralen Punkten möglich
- Hohe Belastung der Batterie durch Erwärmung
- Erhöhte Kosten derbatteriemanagmentSystem
eine Verteilnetztrafo mit 350kW versorgt 120 Haushalte
AC Laden vs. DC Laden
AC - ich führe das Fahrzeug AC rein WR in Fahrzeug drinnen
DC- WR außerhalb des Fahrzeuges
Was benötigt eine Schnellladeleistung von der Spannungsseite? Was ist dabei das Problem?
Damit ich die Stromraten einiegermaßen in Griff bekomme, muss ich die Spannung erhöhen und das geht wenn ich mehr in Reihe geschaltete Zellen habe.
In Serienschaltung bestimmt die schwächte Zelle die Gesamtperformance, und wenn ich doppelte Anzahl an Zellen habe, habe ich auch die doppelte WK eines Ausfalles. Also die Zuverlässigkeit nimmt ab.
800V Spannung z.B. für 350kW d.h. ca.400V
Schnellvergleich NiCd
NiCd Batterie
Kommerzielles Produkt, verschiedene
Hersteller am Markt
Kosten 2 3 mal höher als Bleibatterien
Wirkungsgrad 70 80%
Resümee:
+Erfahrung, sichere Technologie,
günstig
-Lebensdauer, Gewicht
-Umweltverträglichkeit Cadmium beim Recyling
Schnellvergleich NiMH
NiMH
Einsatz vor allem in Hybridfahrzeugen
Wenige Hersteller am Markt
Wirkungsgrad 70 80%
Resümee:
+Gute Lebensdauer, robust, höhere Energiedichte als NiCd
-Geringes Kostensenkungspotential, schlechtes Tief und Hochtemperaturverhalten
Schnellvergleich Hochtemperatur Batterien
Hochtemperatur Batterien
NaS: in Japan kommerziell genutzt als Netz
Energiespeicher
NaNiCl 2 : überwiegend im flotten Bereich, den durch hohen Gebrauch kann man die Batterie warmhalten.
Jeweils nur ein Anbieter
Wirkungsgrad 70 85%
Resümee:
+Gute Zyklenlebensdauer, günstig
-Jeweils nur ein Anbieter,
thermisches Management
aufwändig, hohe thermische
Verluste
Welche Zellbauformen gibt es ?
Zylindrische Zelle
Pouch Bag Zelle
Prismatische Zelle
Vor und Nachteile der Zylindrische Zelle erläutern
+
Große Erfahrung aus
Consumer Produkten: sehr
hohe Energiedichte, niedriger
Preis
+
Hohe intrinsische Sicherheit
durch zellinterne
Sicherheitsmechanismen
–
Zellgehäuse relative teuer
–
Kühlung wegen des
Oberflächen –/Volumen
verhältnisses schwierig
Vor und Nachteile der Pouch Bag Zelle erläutern
+
Hohe Packungsdichte
+
Einfache Kühlung bedingt
durch große Oberfläche
+
Variabel hinsichtlich
Zellverkabelung über die Pole
–
geringe Steifigkeit
–
Zellverspannung benötigt
