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Die Fachbegriffe eines Akku-Designers (Part 2)
Nachdem im letzten Blogbeitrag bereits die Grundlagen (Zellentechnologie, Batteriemanagementsystem, Seriell- und Parallelverbindungen) abgehandelt wurden, werden in diesem Beitrag der Lithium-Ionen-Akku, ein Multimeter, ein Can-Bus beziehungsweise die Batteriediode erklärt.
Lithium-Ionen-Akku
Der Lithium-Ionen-Akku (unsere Bauformen) besteht aus 18650 Rundzellen. Diese Zellen werden je nach Konfiguration zu einem Akkupaket verschweißt. Das Batteriemanagementsystem (BMS) wird am Plus-und am Minuspol angelötet. Zusätzlich wird jede einzelne serielle-Verbindung mittels eines dünnen Drahts mit dem BMS verbunden. Diese Balancer-Leitungen sorgen für eine gleichmäßige Ladung der einzelnen seriellen Verbindungen.
In Abbildung 1 wird eine Akkusimulation dargestellt. In diesem Fall handelt es sich um einen Akku mit 4 parallel und 7 seriell-Verbindungen. Dieser Akku wird bei uns auch als 7s4p Akku bezeichnet.
In Abbildung 2wird der gleiche Akku fertig geschweißt dargestellt. Dieser Akku hat eine Nennspannung von 25,9V und eine Nennkapazität von 17,5Ah. Das BMS dieses Akkus lässt eine dauerhafte Stromentnahme von 15A und eine Spitzenstromentnahme von bis zu 40A zu.
Vor der Verpackung wird dieser Akku in einem Schrumpfschlauch (Schlauch, welche unter Hitzeeinwirkung die Form verändert) eingepasst, um den Akku vor leichten mechanischen Belastungen zu schützen. Zusätzlich isoliert der Schrumpfschlauch den Akku, vor unerwünschten elektrischen Kontakten.
MultimeterGib eine Überschrift ein...
Ein Multimeter ist das erste Werkzeug, welches ein AkkuDesigner bei der Kontrolle beziehungsweise Reparatur eines Akkupakets in die Hand nimmt. Damit wird zu Beginn eines jeden Vorgangs die Spannung des Akkus geprüft. Daraus können verschiedene Schlüsse gezogen werden:
- Wenn zwischen Plus- und Minuspol keine Spannung anliegt ist entweder das BMS oder ein Kabel defekt.
- Wenn zwischen Plus- und Minuspol eine geringe Spannung anliegt (unterhalb der Entladungsgrenze 2,5V je Zelle), ist der Akku tiefentladen. Die neuerliche Aufladung dieses Akkus ist gefährlich!
- Wenn zwischen Plus- und Minuspol eine Spannung innerhalb des Spannungsbereichs (zwischen 2,5 bis 4,2V je Einzelzelle) anliegt, hat der Akku den ersten Test bestanden.
Can Bus
in Can Bus System ist serielles Bussystem. Dabei werden an einzelnen Schnittstellen Signale übertragen und von einem Empfänger ausgewertet. Das Can Bus ist also die Miniaturversion eines Computers, wobei dieser lediglich zur Kommunikation zwischen verschieden Bauteilen (Motorsteuerung und Moter) verwendet wird. Damit verhindern verschiedene Akkuhersteller den Nachbau für deren Akkus, da diese Kommunikation nur sehr schwer nachvollzogen werden kann. Wenn bei kaputten Akkus diese Kommunikation nicht eins zu eins wiedergegen wird, bleibt ein Akku defekt.