Sicherheits- und Überwachungstechnik eines Lithium-Ionen-Sekundärspeichers für Hybridfahrzeuge
Speicherschutz
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Speicherschutz
Die Überwachungselektronik kontrolliert die einzelnen Zellen und verhindert für die Funktion der Zellen ungünstige Betriebszustände wie Übertemperaturen oder Über- und Unterspannungen. Die Steuerelektronik übernimmt die Aufgabe der Kommunikation mit dem Hybrid-Steuergerät und regelt den Stromfluss in Abhängigkeit der Anforderungen des Hybrid-Steuergerätes. Die integrierte Elektronik und die zugehörige Software im Batteriespeicher übernehmen verschiedene Aufgaben und Funktionen:
- Messen und Ausgleichen der Einzelzellspannungen (balancing).
- Isolationsmessung.
- Temperaturmessung der Zellen und des Kühlsystems.
- Berechnung der Werte für State of Charge (SOC), State of Health (SOH) und State of Function (SOF).
- Kommunikation mit dem Fahrzeug.
- Diagnose.
- Regelung des internen Kühlsystems.
- Gewährleistung der Funktionssicherheit auch im Fehlerfall.
Ergänzend ist auch die Elektromechanik und Mechanik ein Teil des Sicherheitskonzeptes.
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Mechanik
An die mechanische Konstruktion der Energiespeicher werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Neben der geforderten Beständigkeit gegenüber schwierigen Umweltbedingungen, wie großen Temperaturschwankungen und Luftfeuchtigkeit, ist ebenfalls eine Stabilität gegen mechanische Einwirkungen gefragt, beispielsweise bei einem Unfall. Daher wird ein lasergeschweißtes Stahlgehäuse verwendet. Das Gehäuse verfügt über eine spezielle, geschützte Öffnung, die bei Bedarf eine kontrollierte Entgasung der Zellen ermöglicht. Das mechanische Konzept wurde in Zusammenarbeit mit dem Fahrzeughersteller erfolgreichen Crash-Testversuchen unterzogen.
- Speicherschutz
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