Was ist das Ziel?

Ich möchte die Qualität von Li-Ionen Akkus untersuchen und sie auf wirtschaftliche und ökologische Gesichtspunkte hin untersuchen.

 

Nach meiner Meinung gibt es noch keine Untersuchungen welche das Langzeit Verhalten von Akkus für Speicher Anlagen abbildet. Daher kann noch kein Hersteller von Batterie-Speicher eine verbindliche Aussage darüber treffen, wie lange seine Anlage in real funktioniert bzw. die Leistung hält. Da aber eine solche Aussage über die Anzahl von Lade-/Entladezyklen ein erheblicher wirtschaftlicher Faktor für die Amortisation einer solchen Anlage ist, bleibt diese Frage bis heute offen.

 

 

 

Ich möcht jetzt diese Lücke schließen und mich mit den Lebens Zyklen von Akkus beschäftigen und Testen.

 

Also Batterien bis zum "Tode" quälen und dabei alle notwendigen Informationen Aufzeichnen. Das bedeutet eine Echtzeit (alle 30s) Aufzeichnung von folgenden Parametern:

  • Spannung
  • Strom (Lade-/Entlade)
  • Momentan Leistung (W)
  • Temperatur
  • reale Wh da Echtzeit von U und I
  • Summe der geladenen Wh (über alle Zyklen)
  • Summe der entladenen Wh (über alle Zyklen)

Die Zentral Frage:

Wieviel Energie kann in einem Akku während

seines Lebens gespeichert werden?


Die Verwendung von Li-Ionen Akkus ist weitverbreitet und kann in drei generelle Nutzungsarten unterteilt werden:

Mobile Akkus

  • Power-Banks für Handys und Tablets

 

 

 

Leistungsbereich von 5Wh bis 100Wh

Elektromobilität

  • Elektro Autos
  • Elektro Fahrrädern wie Pedelecs
  • Scooter oder Hooverboards

Leistungsbereich von 1kWh bis 60kWh

Akku Speicher

  • zur Speicherung von PV-Strom
  • als USV oder Notstrom für Haus und Gewerbe

 

 

Leistungsbereich von 1kWh bis 100kWh


Akkuleistung was ist das eigentlich?

Unter Akkuleistung können verschiedene Dinge Verstanden werden, dabei muss unterschieden werden zwischen einem Akku-Pack oder einem Einzel-Akku:

  1. die Angabe in mAh. Meist verwendet als Aufdruck auf den Akkus.
  2. Die Lebensdauer eines Akkus´, also die Lade-/Entladzyklen.
  3. Die maximale Stromlast für Laden-/Entladen.
  4. Wie viel Wh können in einem Akku gespeichert werden
    • Einmal bezogen auf einen Lade-/Entladezyklus.
    • oder auf die gesamt Lebensdauer des Akkus.

In diesem Projekt soll der Schwerpunkt auf die Lebensdauer und die maximal mögliche Menge an Energie die in einem Akku gespeichert werden kann, gelegt werden.

 

Da sich dieses Problem der Energiespeicherung in den nächsten Jahren immer mehr zuspitzen wird. Bei der Energiespeicherung ist es wichtig die Wirtschaftlichen und Ökonomischen Aspekte der Speicher zu betrachten. Daher die Fragestellung:

 

Wie viel Energie kann in einem Akku während seines Lebens gespeichert werden?

 

Dieser eine Satz ist die zentrale Fragestellung die zur Entstehung dieses Projektes geführt hat.


Die Antwort auf die Frage ist ein solider Testaufbau:

Den erste Prototyp habe ich "Uranus-Battery Tester" getauft und hat z.Zt folgende Eigenschaften:

 

Mein Battery-Tester Blog:

  • Zeitlich und Zyklen unbegrenztes Testen der Zellen.
  • Ethernet und WLAN Anschluss.
  • 18650, 26650 Li-Ionen Testaufnahme. (z.Zt nur eine Zelle)
    • durch ein Modulares Konzept sollen mehrere Zellen gleichzeitig getestet werden können.
  • Aufzeichnung folgender Kenndaten des Akkus (alle 30s):
    • Spannung
    • Strom (Lade-/Entlade)
    • Momentan Leistung (W)
    • Temperatur
    • reale Wh da Echtzeit von U und I
    • Summe der geladenen Wh (über alle Zyklen)
    • Summe der entladenen Wh (über alle Zyklen)
  • Aufzeichnung in eine mySQL Datenbank.
    • Spiegeln der SQL Datenbank auf andere Server -> einzelen oder alle Daten können auf die Host-Datenbank übertragen werden
  • Rauchüberwachung, sofortiges ausschalten bei Rauch. (fail save).
  • Touch Display 1024x600
    • Darstellung aller wichtigen Kenndaten
    • Frei-Konfigurierbarer Diagrammverlauf 
    • Überlagerung und Farbliche-Gewichtung von n-Zyklen (Frei definierbar)