Akkus umfassend und kostengünstig überwachen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Akkus umfassend und kostengünstig überwachen
• Schutz vor vollständiger Entladung (EDP, Exhaustive discharge protection): In Ladegeräten, unterbrechungsfreien Stromversorgungen und auch Batterieüberwachungssystemen ist es üblich, den Akkumulator zu schonen, indem die Entladung auf der Basis der durchschnittlichen Zellenspannung beendet wird. Dieser Mittelwert wird über die Teilung der Gesamtspannung durch die Anzahl der Zellen im Akku ermittelt. Die Schwierigkeit bei dieser Methode ist, das schwächere Zellen eine wesentlich niedrigere Klemmenspannung als den Mittelwert aufweisen können und damit tiefer entladen werden, bevor der gesamte Akkumulator seine Abschaltspannung erreicht. Dabei können die Zellen dauerhaft geschädigt werden, was auf lange Sicht zu einem früheren Ausfall führt. Ein genauer, dynamischer Time-To-Run- Algorithmus (TTR) erzeugt ein Warnsignal, wenn eine beliebige Zelle sich der Erschöpfung nähert. Damit lassen sich weitere Entscheidungen treffen, die eventuell schon in das System vorprogrammiert wurden, z.B. das Abschalten der USV oder die Reduzierung der Last um die weniger wichtigen Teile.
Am Ende eines Entlade- und Ladezyklus, was manchmal nur einmal pro Jahr bei stationären Akkumulatoren vorkommen kann, kehrt der Akku zu einer kleinen Wartungsladung zurück, der Erhaltungsladung. Dieser Ladestrom entspricht meist 1 mA pro Ah der Akkukapazität, also insgesamt nur einige 100 mA. Zeigen Zellen erste Anzeichen eines Ausfalls (Fehlermodus), kann dieser Ladestrom das Mehrfache seines ursprünglichen Wertes annehmen. Gleichzeitig steigt oder fällt die Innentemperatur der Zelle erheblich. Es war schon immer schwierig, den Erhaltungsladestrom mit wenigen 10 mA bis einigen 100 mA genau zu überwachen und zu berechnen, da der Entladestrom von mehreren 100 A durch den gleichen Stromwandler fließt. Dies verursacht im Messwandler eine Remanenz (Hysterese). Bei der Rückkehr zu den kleinen Stromstärken für die Erhaltungsladung kann dann der Nullpunkt um einige Ampere verschoben sein – niemals erfolgt eine Rückkehr zum Ursprungswert. Eine Hochrechnung wird damit unmöglich.
LEM geht davon aus, dass die Überwachung der Parameter von Notstrom- Akkumulatoren so umfassend wie möglich sein sollte, um genaue Ergebnisse zu erhalten. Neben Spannung, Impedanz und Entlade-Leistung pro Zelle überwacht LEM bereits standardmäßig und weltweit erstmalig die interne Zellentemperatur. Derzeit wird ein Stromwandler zum Messen des Erhaltungsladungsstroms in Fluxgate- Technik entwickelt, der eine Auflösung von besser als 10 mA bietet. Er weist nur eine geringe oder gar keine Temperaturdrift und gewissermaßen keine Remanenz nach einem hohen Entladestrom auf.
All diese Fortschritte können die bisherige Rolle der Überwachung von Akkumulatoren verändern: von der kostenintensiven Zusatzoption zum kosteneffizienten, integrierten Life-Management- System, das für die zuverlässige Funktion eines jeden verschlossenen Blei-Akkus geeignet ist. hs
 | Nigel David Scott startete seine Elektro-Karriere bei der Royal Navy und arbeitete danach als Elektroingenieur bei Siemens U.K. im Bereich drehzahlvariable Antriebe, USV und Akku-Systeme. 1996 gründete er das auf Akku-Technologie spezialisierte Unternehmen Guardian Link, das gemeinsam mit der University of Manchester Institute of Science and Technology weltweit das erste patentierte Verfahren für eine Zustandsanalyse verschlossener Akkus entwickelte. 2003 kaufte LEM HEME Ltd Guardian Link. Seitdem ist Nigel David Scott als Technical and Business Development Manager für den Bereich Battery Management Systems bei LEM tätig. |
- Akkus umfassend und kostengünstig überwachen
- Akkus umfassend und kostengünstig überwachen
- Akku-Überwachung kann mehr Informationen liefern
- Herkömmliche Kapazitätsmessung unmöglich
