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Superkondensatoren für Automotive-Anwendungen

03. September 2021, 11:06 Uhr   |  Ralf Higgelke

Superkondensatoren für Automotive-Anwendungen
© KEMET

Kemet hat zwei Serien an Automotive-qualifizierten Superkondensatoren vorgestellt.

Superkondensatoren sind im Fehlerfall viel gutmütiger als Lithium-Ionen-Batterien. Damit eignen sie sich hervorragend als Energiespeicher für kurzzeitige Stromausfälle. Nun hat Kemet Doppelschichtkondensatoren vorgestellt, die auch im rauen Automotive-Umfeld ihren Dienst tun.

Mit den Bauteilserien FMD und FU0H hat Kemet Superkondensatoren für den Automotive-Bereich vorgestellt. Die Gebrauchsdauer beider Serien liegt bei 1000 Stunden bei Nennspannung (5,5 V) und +85 °C und 85 Prozent relativer Luftfeuchte, wobei die FU0H-Serie bei +85 °C bis zu 4000 Stunden Gebrauchsdauer bietet. Die Bauteile sind nach einem Automotive-Testprotokoll qualifiziert und werden in einem ISO-TS-16949-zertifizierten Werk gefertigt und unterliegen der PPAP/PSW- und Änderungskontrolle.

Die Doppelschichtkondensatoren eignen sich für Automotive-Anwendungen, die bei einem Stromausfall eine weitere Versorgung benötigen, z.B. für ADAS, autonome Fahrzeuge und zentrale Gateway-ECUs. Sie können Echtzeituhr oder flüchtigen Datenspeicher aufrechterhalten, wenn die primäre Stromversorgung entfernt wird, z. B. bei einem Stromausfall oder wenn die Batterie des Hauptsystems ausgetauscht wird. Darüber hinaus bieten die Superkondensatoren einen Energiespeicher u. a. für IoT-Geräte, Smart Meter, medizintechnische Geräte und Industrierechner.

Nachteile von Batterien kompensieren

Durch den Einsatz von Superkondensatoren im Automotive-Bereich lassen sich die durch die begrenzte Lebensdauer von Batterien auferlegten Designeinschränkungen überwinden. Der gutartige Ausfallmodus des Superkondensators bei offenem Stromkreis steht im Gegensatz zu den typischen Kurzschlussfehlern von Batterien, die zu einem Ausgasen oder Entzünden führen können. Zudem sind Superkondensatoren eine kostengünstige Alternative zu kleinen Pufferbatterien. Je nach Last und Strombedarf können sie genug Energie speichern, um für einen Zeitraum von einigen Sekunden bis zu mehreren Stunden als Backup-Energiespeicher zu dienen.

Die Miniatur-Superkondensatoren von Kemet verwenden einen proprietären wässrigen Elektrolyt, der gegen Flüssigkeitsaustritt, Vibrationen und Temperaturschocks beständig ist. Wässrige Elektrolyte sind hochleitfähig, umweltschonend, ungiftig und nicht brennbar.

Durch den geringen Innenwiderstand des Superkondensators können diese Bauelemente innerhalb weniger Sekunden vollständig aufgeladen werden. Im Gegensatz dazu kann eine Akkuzelle zwischen zehn Minuten bis zu mehreren Stunden brauchen, bis sie vollständig aufgeladen ist.

Bei Superkondensatoren ist die Lebensdauer im Grunde nicht begrenzt, während sie bei Lithium-Ionen-Zellen bei etwa 500 Zyklen liegt. Superkondensatoren sind auch widerstandsfähiger gegen Feuchtigkeitsaufnahme als Energiespeicher mit organischen Verbindungen, was zu einer längeren Lebensdauer bei besserer Stabilität führt.

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