Feuer-Versicherung

Um Akkus schnell laden zu können, ist immer eine Temperaturüberwachung nötig, damit es beispielsweise nicht zu sehr teuren Rückrufaktionen wegen explodierender Akkus kommt. Für diese Anwendung haben sich NTCs als Temperatursensoren bewährt.

Um Akkus schnell laden zu können, ist immer eine Temperaturüberwachung nötig, damit es beispielsweise nicht zu sehr teuren Rückrufaktionen wegen explodierender Akkus kommt. Für diese Anwendung haben sich NTCs als Temperatursensoren bewährt.

Da die Zahl mobiler elektronischer Geräte – vom Mobiltelefon und MP3-Player bis hin zum PDA, Personal DVD-Player und herkömmlichen Laptop – stark zunimmt, sind zahlreiche Aspekte beim Produktdesign von Consumerund professionellen Applikationen neu zu überdenken. Bei der Batterietechnik ist der Wandel am deutlichsten. Anwender erwarten immer längere Betriebszeiten, was höhere Ströme erfordert. Gleichzeitig sind kleine und leichte Produkte gefragt. Batterien machen in einem Gerät den Großteil bei Platz und Gewicht aus, was zu Bestrebungen führt, sie zu verkleinern. Nicht zuletzt sollen Batterien auch noch schnell geladen werden, um in der heutigen mobilen Welt möglichst rasch wieder zum Einsatz zu kommen.

Angetrieben von diesen Forderungen, verwenden Batteriehersteller nun neue chemische Zusammensetzungen wie NiMH und Lithium- Ionen, um höhere Leistungsdichten und Ströme, ein geringeres Gesamtgewicht und schnelle Ladezeiten zu erzielen. Der Preis dafür – vor allem bei der Schnellladung – ist eine höhere Komplexität. Neue Akku-Packs erfordern sorgfältig geregelte Ladezyklen, nicht nur um eine volle Ladung zu gewährleisten, sondern auch, um deren Lebensdauer zu maximieren und eine gefährliche Überhitzung zu vermeiden. Der Ausfall oder ein Fehler eines Batteriebestandteils kann verheerende Folgen haben: Nicht nur der Stromausfall macht das Produkt nutzlos, die Kosten für eine erst kürzlich initiierte Rückrufaktion für Laptop-Batterien belaufen sich gemäß Schätzungen auf etwa 400 Millionen USDollar. Die möglichen finanziellen Folgen werden dann erst recht unüberschaubar, wenn physikalische Mängel im schlimmsten Fall zu einem Brand führen.

Die Entwicklung einer effizienten Batterieladereglung erfordert vor allem bei hochleistungsfähigen Li-Ionen-Akkus eine ausführliche Designund Bauteilspezifikation als auch Beschaffungsstrategie. Verschiedene Architekturen lassen sich anwenden: Bei NiMH-Zellen überwacht der Laderegelkreis (mit unterschiedlicher Genauigkeit) die Batteriespannung über der Zeit. Eine maximale Ladezeit lässt sich definieren, oder das System überwacht die Temperaturänderung. In den meisten Fällen ist aus Sicherheitsgründen eine Temperaturmessung erforderlich. Li- Ionen-Zellen verwenden ein CCCV-Schema (Constant Current – Constant Voltage), das ebenfalls eine Temperaturmessung erfordert, um eine Schnellladung zu ermöglichen und einen Mechanismus bereitzustellen, der den Ladevorgang bei Überschreiten bestimmter Temperaturschwellenwerte beendet.

All diese Steuerungs- und Schutzmechanismen bieten daher eine Temperaturmessung als wesentlichen Bestandteil ihrer Gesamtfunktion. Meist wird ein IC im Ladeteil oder in der Batterie platziert, welches die Überwachungs- und Steuerungsfunktion übernimmt. Dabei sind ein oder mehrere Temperatursensoren erforderlich, die entweder in der Batterie, im Ladeteil oder, wie meist bei kostengünstigen Mobiltelefonen, in der Batterieöffnung platziert werden.

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