Batteriesysteme an der Ostfalia Hochschule

Karteikarten und Zusammenfassungen für Batteriesysteme an der Ostfalia Hochschule

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Nennen Sie drei verschiedene Anwendungsbeispiele von Batteriesystemen mit den spezifischen Anforderungen an die Batteriesysteme.

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Welche Betriebsarten von Akkumulatoren gibt es?

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Welche Aufgaben und Funktionen muss ein Batteriesystem übernehmen um einen sicheren Betrieb und eine hohe Lebensdauer zu erreichen?

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Welche Aufgaben hat der Elektrolyt in einem elektrochemischen Element?

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Welche Gründe führen dazu, dass primär Zellen nicht wieder aufgeladen werden können?

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Welches sind die Unterschiede zwischen geschlossenen und verschlossenen Bleibatterien?
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Welche Effekte führen zur Abnahme der entnehmbaren Kapazität einer Batterie?

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Welche Möglichkeiten bestehen, um den Batterie Ladezustand zu ermitteln?

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Welche Schwierigkeiten bestehen im realen Betrieb?
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Batteriesysteme

Nennen Sie drei verschiedene Anwendungsbeispiele von Batteriesystemen mit den spezifischen Anforderungen an die Batteriesysteme.
Anwendung:
-Mobile Welt
-Betriebssicherheit von Anlagen
-Energiespeicher zum Ausgleich von Schwankungen regenerative Energieerzeuger

Anforderungen:
-Hoher Energienutzungsgrad
-Batteriekapazität unabhängig von Alterung, Temperatur, Entladetiefe
-keine Wartung
-Sicherheit (H_2 Entwicklung)
-Einsatz Temperaturbereich

Batteriesysteme

Welche Betriebsarten von Akkumulatoren gibt es?
Zyklen Betrieb
Pufferbetrieb
Bereitschaftsparallelbetrieb

Batteriesysteme

Beschreiben Sie die Betriebsarten von Akkumulatoren (stich wortartig).
Zyklen Betrieb:
-Ladegerät wird nach Aufladung getrennt
-Akku übernimmt Versorgung der Verbraucher alleine -> Optimierung Lebensdauer, Energiedurchsatz

Pufferbetrieb:
-Ladegerät und Akku mit Verbraucher verbunden Ladegerät übernimmt Mittelwert der Verbraucher Lust
-Akku Puff hat Lastspitzen
-> Leistung, Gewicht, Kosten, gute Kaltschaltfähigkeit

Bereitschaft s Parallelbetrieb:
-nur genutzt wenn Lade oder Versorgungsquelle ausfällt
-typ für USV Anwendung (Unterbrechungsfreie Stromversorgung)
-immer im vollen Ladezustand
->Hohe Lebensdauer im Erhaltungsbetrieb

Batteriesysteme

Welche Aufgaben und Funktionen muss ein Batteriesystem übernehmen um einen sicheren Betrieb und eine hohe Lebensdauer zu erreichen?
-keine Überladung oder Tiefenentladung
-Kurzschlussschutz
-Temperaturüberwachung und Klimatisierung
-Sicherheitsmanagement (Temperatur Isolationswiderstand)
-Methode zur Bestimmung des Lade und Alterszustand
-Überwachung von Lade und Entladestrom
-Kommunikation mit übergeordneten System
-auf gute Isolation achten

Batteriesysteme

Welche Aufgaben hat der Elektrolyt in einem elektrochemischen Element?
-Elektrolyt übernimmt den internen Ionen Transport
-Stromfluss von Anode zu Kathode, von Kathode über Anode
-herauslösen der Atome aus dem Anoden-Material
-bereitstellen der zu reduzieren den Ionen an der Kathode
-Ionenleitung

Batteriesysteme

Welche Gründe führen dazu, dass primär Zellen nicht wieder aufgeladen werden können?
-aktiv Material löst sich auf
-Dendritenbildung zwischen Elektronen
-neben Reaktionen führen zum Überdruck in der Zelle, Elektrolyt tritt aus
-zerfall Kristallgitter bei entladen

Batteriesysteme

Welches sind die Unterschiede zwischen geschlossenen und verschlossenen Bleibatterien?
Geschlossen:
-Frei bewegliche Elektrolyt, entstehende Gase können durch Öffnung im Deckel entweichen

verschlossen:
-Überdruckventil erlaubt Gasaustritt, wenn Druck in Batterie einen Wert überschreitet
-nachfüllen von Schwefelsäure nicht möglich
-Elektrolyt festgelegt, nicht frei beweglich

Batteriesysteme

Erklären Sie stichwortartig die Abkürzungen SOC, DOD, SOF und SOH.
SOC: State of Charge
-vorhersage der entnehmbaren Restladung bei vorgegebenen Lastprofilen

DOD: Depth of Discharge
-entladetiefe in Prozent, wie weit wurde Batterie entladen

SOF: State of Function
-vorhersage der Batteriespannung bei Vorgabe des Lastprofil und Leistungsfähigkeit 

SOH: State of Health
-Bestimmung der Kapazität und Leistungsverringerung durch Alterung

Batteriesysteme

Welche Effekte führen zur Abnahme der entnehmbaren Kapazität einer Batterie?
-Hohe Temperatur/Temperaturabhängigkeit
-Alterung
-Peukert-Effekt (Stromabhängige Kapazitätsminderung)

Batteriesysteme

Welche Möglichkeiten bestehen, um den Batterie Ladezustand zu ermitteln?
-Über Messung der Ruhespannung
-Strommessung und aufintegration über der Zeit
-Modellbasiertesverfahren
-Strom fließen lassen, Spannung aufnehmen bei belasteter Batterie

Batteriesysteme

Welche Schwierigkeiten bestehen im realen Betrieb?
-Ruhespannung stellt sich erst nach mehreren Stunden ein und darf nicht unter Belastung gemessen werden
-Batterie muss voll geladen werden, damit Integrations Fehler ausgeglichen werden

Batteriesysteme

Weshalb besitzt eine NiCd Batterie gute Schnell Lade Eigenschaften? Erläutern Sie die Gründe.
-kühlende Wirkung beim Laden da die Reaktion EndoTherm ist
-bei gleicher Erwärmung entsteht So höhere Verlust Leistung
-damit ist größerer Lade Strom möglich und somit schnelleres laden
-unterhalb von 70 % SOC ist ein Lade Strom von 4C ohne Temperatur Anstieg möglich

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