Photovoltaik-Laderegler und Balancer zum Einsatz von Lithium-Ionen-Hochenergiezellen

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Photovoltaik-Laderegler und Balancer zum Einsatz von Lithium-Ionen-Hochenergiezellen. / Volgger, Stefan.
2014.

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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title = "Photovoltaik-Laderegler und Balancer zum Einsatz von Lithium-Ionen-Hochenergiezellen",
abstract = "In der Masterarbeit wird ein Laderegler realisiert, welcher die sichere Ladung, einschlie{\ss}lich {\"U}berladeschutzes, eines Lithium-Ionen-Akkumulators mit sehr hoher Kapazit{\"a}t mittels eines Photovoltaikmoduls mit hohem Ladestrom erm{\"o}glicht. Weiters sind die einzelnen, seriell zu gegenst{\"a}ndlichem Akkumulator verschalteten Zellen mittels eines Balancers spannungsm{\"a}{\ss}ig zu vergleichm{\"a}{\ss}igen, sodass in allen Zellen praktisch der gleiche Ladezustand herrscht. Dies beinhaltet weiters eine Kontrolle der Zellen auf Unter- und {\"U}berspannung. Letztere stellt f{\"u}r einen Lithium-Ionen-Akkumulator eine besondere Gefahr dar, da damit zu rechnen ist, dass die Zelle durch Feuer zerst{\"o}rt wird (Thermal Runaway) und benachbarte Zellen in gleicher Form defekt werden und die Umgebung stark gef{\"a}hrdet wird. Eine weitere Sicherheitsma{\ss}nahme beinhaltet den Schutz vor einem Kurzschluss auf der Versorgungsseite des Akkumulators. Die einzelnen Betriebszust{\"a}nde, sowie Akkumulatorspannung und Ladestrom sind mit Hilfe einer Anzeigeeinheit abzulesen. Die Ausf{\"u}hrung soll mit Analogbauteilen erfolgen, da dies eine h{\"o}here Ausfallsicherheit als programmierbare Einrichtungen wie z.B. Microcontroller bietet und ein ausfallsicheres Programm einen sehr hohen Aufwand ergeben w{\"u}rde. Die Analogtechnik stellt eine preiswerte und zuverl{\"a}ssig arbeitende Alternative dar. Der vorhergehende Versuch, handels{\"u}bliche Einzelkomponenten wie Laderegler, Balancer, Anzeige- und Sicherheitseinrichtungen f{\"u}r die vorliegende Situation zu finden, gestaltete sich bereits schwierig bis unm{\"o}glich. Eine Kombination von Ger{\"a}ten mit den gew{\"u}nschten Eigenschaften ist auch nicht von der Industrie beziehbar, womit auch die Veranlassung f{\"u}r die gegenst{\"a}ndliche Masterarbeit genannt ist.",
keywords = "charge controller, balancer, lithium-ion battery, photovoltaic, stand alone electrical supply, protection devices, Laderegler, Balancer, Lithium-Ionen-Akkumulator, Photovoltaik, Inselversorgung, Schutzeinrichtungen",
author = "Stefan Volgger",
note = "gesperrt bis 01-06-2019",
year = "2014",
language = "Deutsch",

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TY - THES

T1 - Photovoltaik-Laderegler und Balancer zum Einsatz von Lithium-Ionen-Hochenergiezellen

AU - Volgger, Stefan

N1 - gesperrt bis 01-06-2019

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - In der Masterarbeit wird ein Laderegler realisiert, welcher die sichere Ladung, einschließlich Überladeschutzes, eines Lithium-Ionen-Akkumulators mit sehr hoher Kapazität mittels eines Photovoltaikmoduls mit hohem Ladestrom ermöglicht. Weiters sind die einzelnen, seriell zu gegenständlichem Akkumulator verschalteten Zellen mittels eines Balancers spannungsmäßig zu vergleichmäßigen, sodass in allen Zellen praktisch der gleiche Ladezustand herrscht. Dies beinhaltet weiters eine Kontrolle der Zellen auf Unter- und Überspannung. Letztere stellt für einen Lithium-Ionen-Akkumulator eine besondere Gefahr dar, da damit zu rechnen ist, dass die Zelle durch Feuer zerstört wird (Thermal Runaway) und benachbarte Zellen in gleicher Form defekt werden und die Umgebung stark gefährdet wird. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme beinhaltet den Schutz vor einem Kurzschluss auf der Versorgungsseite des Akkumulators. Die einzelnen Betriebszustände, sowie Akkumulatorspannung und Ladestrom sind mit Hilfe einer Anzeigeeinheit abzulesen. Die Ausführung soll mit Analogbauteilen erfolgen, da dies eine höhere Ausfallsicherheit als programmierbare Einrichtungen wie z.B. Microcontroller bietet und ein ausfallsicheres Programm einen sehr hohen Aufwand ergeben würde. Die Analogtechnik stellt eine preiswerte und zuverlässig arbeitende Alternative dar. Der vorhergehende Versuch, handelsübliche Einzelkomponenten wie Laderegler, Balancer, Anzeige- und Sicherheitseinrichtungen für die vorliegende Situation zu finden, gestaltete sich bereits schwierig bis unmöglich. Eine Kombination von Geräten mit den gewünschten Eigenschaften ist auch nicht von der Industrie beziehbar, womit auch die Veranlassung für die gegenständliche Masterarbeit genannt ist.

AB - In der Masterarbeit wird ein Laderegler realisiert, welcher die sichere Ladung, einschließlich Überladeschutzes, eines Lithium-Ionen-Akkumulators mit sehr hoher Kapazität mittels eines Photovoltaikmoduls mit hohem Ladestrom ermöglicht. Weiters sind die einzelnen, seriell zu gegenständlichem Akkumulator verschalteten Zellen mittels eines Balancers spannungsmäßig zu vergleichmäßigen, sodass in allen Zellen praktisch der gleiche Ladezustand herrscht. Dies beinhaltet weiters eine Kontrolle der Zellen auf Unter- und Überspannung. Letztere stellt für einen Lithium-Ionen-Akkumulator eine besondere Gefahr dar, da damit zu rechnen ist, dass die Zelle durch Feuer zerstört wird (Thermal Runaway) und benachbarte Zellen in gleicher Form defekt werden und die Umgebung stark gefährdet wird. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme beinhaltet den Schutz vor einem Kurzschluss auf der Versorgungsseite des Akkumulators. Die einzelnen Betriebszustände, sowie Akkumulatorspannung und Ladestrom sind mit Hilfe einer Anzeigeeinheit abzulesen. Die Ausführung soll mit Analogbauteilen erfolgen, da dies eine höhere Ausfallsicherheit als programmierbare Einrichtungen wie z.B. Microcontroller bietet und ein ausfallsicheres Programm einen sehr hohen Aufwand ergeben würde. Die Analogtechnik stellt eine preiswerte und zuverlässig arbeitende Alternative dar. Der vorhergehende Versuch, handelsübliche Einzelkomponenten wie Laderegler, Balancer, Anzeige- und Sicherheitseinrichtungen für die vorliegende Situation zu finden, gestaltete sich bereits schwierig bis unmöglich. Eine Kombination von Geräten mit den gewünschten Eigenschaften ist auch nicht von der Industrie beziehbar, womit auch die Veranlassung für die gegenständliche Masterarbeit genannt ist.

KW - charge controller

KW - balancer

KW - lithium-ion battery

KW - photovoltaic

KW - stand alone electrical supply

KW - protection devices

KW - Laderegler

KW - Balancer

KW - Lithium-Ionen-Akkumulator

KW - Photovoltaik

KW - Inselversorgung

KW - Schutzeinrichtungen

M3 - Masterarbeit

ER -