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26 Elektronik 0 8 2024 Batterien und akkus richtet sich die Konfiguration nach der Kundenanwendung Größere Module sind ebenso möglich Bei den Zellen des Akkus im aktuellen Prototyp handelt es sich um 18650-Lithium-Ionen-Hochleistungszellen von LG in einer 14s1p-Konfiguration die eine Nennspannung von 35 bis 51 6 Vaufweisen Wobei nach Angaben des Entwicklerteams auch nichts gegen den Einsatz anderer Zellgrößen oder -chemien wie beispielsweise Lithium-Eisen-Zellen oder 21700er-Baugrößen spricht Als Verbindung zwischen Batterie und Doppelschichtkondensator-Modul fungiert ein von Ansmann entwickelter Onboard Ladecontroller OLC Dieser reguliert den Energiefluss zur Batterie Muss diese geladen werden so wird die Energie von Supercap zum Li-Ion-Modul geleitet Der Stromfluss beider Module – also von Akku und Supercap – geht an das HESS-Modul welches den Energiefluss zum Rest des Fahrzeuges regelt indem es vorgibt ob Energie aus Supercap oder Akku genutzt werden soll Es steuert somit den Energiefluss und reguliert das Ladeverhalten des Systems Damit liegt die erreichbare Gesamtkapazität des Supercap-Moduls für den Betrieb der FTS und AMR modular zwischen 8 75 Wh bei 20s1p 350F bis 60 Wh bei einer vierreihigen 4p 600-F-Konfiguration und dem Einsatz des größten im Prototyp getesteten Superkann bei einem neuen Transportauftrag abhängig von dem zu erwartenden Energiebedarf des Fahrzeugs bis zur nächsten Ladestation in den Zustand AktivSC+ oder AktivSC gewechselt werden Im Falle mehrerer verketteter Transportfahrten bei denen keine Ladestation auf der Route liegt kann die gespeicherte Energiemenge des SC nicht ausreichen In diesem Fall wird in den Zustand AktivBat gewechselt Dasselbe gilt für die Standby-Zustände Durch das im Forschungsprojekt entwickelte Dimensionierungsverfahren für hybride Energiespeichersysteme lässt sich weiterhin ein für den Anwendungsfall optimale Energiespeichergröße beider Module berechnen was bei Reduzierung der benötigten elektrochemischen schwierig recyclebaren Energiespeicherzellen einen großen Beitrag zur Nachhaltigkeit leistet Praktische Umsetzung bei Ansmann Bei den ursprünglichen theoretischen Berechnungen des IFL wurden verschiedenste praktische Aspekte bewusst außer Acht gelassen Darum bestand die größte Herausforderung für das Ansmann-Entwicklungsteam darin die Zellen optimal zu überwachen und die tatsächliche Auswahl der genutzten Komponenten und Steuerungen im System so vorzunehmen dass sie alle Anforderungen auch im täglichen Einsatz erfüllen konnten Berücksichtigt werden mussten dabei unter anderem der vorhandene Bauraum die Effizienz der genutzten Konverter und Speicher die konkreten Anforderungen an das Handling der Ströme und Ladungen sowie die Alterungsprozesse von Caps und Zellen sowie deren Überwachung im System So hängt die Speicherkapazität Ceines Kondensators im Wesentlichen von der Oberflächengröße der Elektroden und ihrem Abstand zueinander ab Nach Test und Sichtung verschiedener Supercaps im Hinblick auf Leistung Preis Bauraum und Verfügbarkeit fiel die Wahl des Ansmann-Entwicklungsteams auf die Superkondensatoren DSF3577Q3RO und DSF477Q3RO von Cornell Dubilier mit Leiterplattenstiften zur Durchkontaktierung auf einer Platine mit einer Nennspannung von je 3 V DC Konfiguriert werden können diese im vorliegenden Gerät – zur einfachen Anpassung an den Kundenbedarf – modular von 20s1p bis 20s4p für die vierfache Leistung bei einer Modulnennspannung von 60 V DC Dabei Bild 4 Realisierung der Umschaltvorrichtungen für die Positionen P1 und P2 von Switch1 und Switch2 Bild 3 Darstellung des Schaltungsdesigns mit zwei Umschaltvorrichtungen Schalter1 und Schalter2 Bild Ans m an n Bild Ans m an n