Lithium Ionen Batterien

Um die von einer bestimmten Anwendung geforderte Spannung und Kapazität zu liefern, werden Zellen üblicherweise in Reihe und parallel geschaltet. Unter den vielen Zellenkapa­zi­täten im Angebot von GAIA ist in aller Regel die passende Zellengröße zu finden, die die geforderte Kapazität liefert, ohne Zellen parallel schalten zu müssen. Das vereinfacht das Batteriedesign und steigert zugleich dessen Zuverlässigkeit. Ein Beispiel: Für eine Batterie für ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), das für eine Reichweite zwischen 50 und 80 Kilo­metern im rein elektrischen Fahrbetrieb eine Spannung von 300V und eine Energie­speicher­kapazität von 11kWh erfordert, können 94 LFP-Zellen - eine beachtenswert niedrige Anzahl - mit einer Kapazität von jeweils 38Ah in Reihe geschaltet werden. Zum Vergleich benötigt man für den gleichen Energieinhalt rund 1.400 Konsumerzellen in der Größe 18650. 

 

Eine Starterbatterie mit 12,8V benötigt vier LFP Zellen mit 40Ah. Wenn eine Starterbatterie mit dem gleichen Energieinhalt gefertigt werden soll (nicht Power), so werden 20 LFP 18650 Konsumerzellen in Parallelschaltung benötigt.

 

In Zusammenarbeit mit einem Elektronikhersteller hat GAIA ein elektronisches Batterie­managementsystem mit Einzelzellenüberwachung und Ladungsausgleich für maximale Lebensdauer und Sicherheit entwickelt. Dieses System liefert zusätzlich über einen CAN-Bus Statusinformationen der Batterie an das betriebene Gerät, z. B. ein Fahrzeug.  

 

Große Batterien erfordern sowohl im Hinblick auf die Nutzungslebensdauer als auch die Sicherheit der Batterie ein zuverlässiges Wärmemanagement, um starke Temperaturanstiege in den Zellen und Temperaturgefälle in der Batterie zu verhindern. Die freigesetzte Wärme und damit auch der Kühlbedarf einer Batterie sind von der Batteriegröße, den Leistungs­anforderungen und den Merkmalen der Zellen abhängig. Die Zellen von GAIA besitzen dank ihres geschützten Designs einen geringen Innenwiderstand und geben damit beim Laden und Entladen nur wenig Wärme ab. Aus diesem Grund ist in vielen Anwendungen eine einfache Luftkühlung ausreichend. Das BMS stellt durch Messung der Zellentemperatur und Steuerung der Kühlung das notwendige Wärmemanagement sicher.

 

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