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 -