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Elektronik Ultrakondensatoren stabilisieren Start/Stopp-Systeme

| Redakteur: Michael Ziegler

Der Hersteller Maxwell liefert Ultrakondensatoren zur Spannungsstabilisierung im Fahrzeug. Continental setzt in seinem VSS-System zwei Zellen in Reihe ein, um die elektrische Leistungsabgabe während des Motorstarts zu verbessern.

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Um das Absinken der Bordstromversorgung bei jedem Start zu vermeiden, hat Continental Automotive Group ein Spannungsstabilisierungssystem (VSS) entwickelt und implementiert. VSS verwendet Maxwell-Ultrakondensatoren als Energiespeicher.
Um das Absinken der Bordstromversorgung bei jedem Start zu vermeiden, hat Continental Automotive Group ein Spannungsstabilisierungssystem (VSS) entwickelt und implementiert. VSS verwendet Maxwell-Ultrakondensatoren als Energiespeicher.
(Foto: Maxwell / Continental)

Zum Anlaufen benötigen elektrisch angetriebene Maschinen eine hohe Leistung. Das Ergebnis ist oft ein Spannungsabfall wegen Impedanz im Stromversorgungsnetz. Dieser Spannungsabfall kann zur Fehlfunktion anderer Geräte führen, die an dasselbe Stromnetz angeschlossen sind.

Energiespeichertechnologien wie Batterien werden eingesetzt, um diese Probleme der Spannungsstabilisierung zu lösen. Batterien können eine große Menge an Energie über längere Zeiträume speichern und freisetzen, aber haben Schwierigkeiten mit der kurzfristigen Bereitstellung von hoher Leistung, die zur Spannungsstabilisierung erforderlich ist. Darüber hinaus laden sich Batterien nur langsam auf und in einigen Anwendungen sind ihre Lebensdauer bekanntlich kurz, oft weniger als ein oder zwei Jahre. Dazu sind Batterien bei extremen Bedingungen weniger leistungsfähig.

Die Firma Maxwell produziert Ultrakondensatoren die zur Spannungsstabilisierung in den Anwendungen verschiedener Branchen eingesetzt werden, einschließlich Automobiltechnik und industriellen Großanlagen.

Anwendung in Start/Stopp-Systemen

Autohersteller sind bestrebt, den Kraftstoffverbrauch ihrer Fahrzeuge zu verbessern. Ein immer beliebter werdender Ansatz ist die Verwendung von Start/Stopp-Systemen. Dies kann schädliche Emissionen reduzieren und den Kraftstoffverbrauch senken, was ebenfalls die CO2-Emissionen verringert. Die leistungsfähigsten Systeme verwenden heute einen riemengetriebenen Starter / Generator, um den Motor schnell und leise neu zu starten. Allerdings ist für den schnellen Start des Motors ein sehr hoher Strom von der Bordbatterie notwendig. In der Praxis kann der Spitzenstrom kurzzeitig 1000A überschreiten.

Um das Absinken der Bordstromversorgung bei jedem Start zu vermeiden, hat Continental Automotive Group ein Spannungsstabilisierungssystem (VSS) entwickelt und implementiert. VSS verwendet Maxwell-Ultrakondensatoren als Energiespeicher. Das VSS ist ein einfaches Zusatzsystem zum bestehenden Stromnetz, welche zwischen dem negativen Anschluss der Batterie und der Gehäuseerdung des Fahrzeugs eingebaut wird. Während des Neustarts wird das VSS aktiviert, wenn der Systemstrom einen voreingestellten Wert überschreitet. In diesem Moment werden die geladenen Ultrakondensatoren in Reihe mit der Batterie geschaltet, wodurch die zur Verfügung stehende Spannung erhöht wird. Diese erhöht dann die Spannung des gesamten Stromnetzes. Die Ultrakondensatoren liefern die Hochleistung für den Motorstart, welcher in der Regel weniger als 1 Sekunde dauert.

Schnellerer Motorstart

Laut Maxwell startet der Motor schneller wenn Ultrakondensatoren eingebaut sind. Das Bordnetz erzeugt einen höheren Startstrom, hat aber einen deutlich geringeren Spannungsabfall. Die Anwendung ermöglicht ein gleichbleibend schnelles Starten, auch wenn die Fahrzeugbatterie altert, wodurch die nutzbare Lebensdauer der Batterie verlängert wird.

Da Ultrakondensatoren schnell geladen und entladen werden können (eine volle Ladung dauert weniger als eine Minute, eine Teilladung nach dem normalen Start dauert nur wenige Sekunden), kann das VSS die häufigen Start / Stopps im dichten Stadtverkehr bewältigen. Darüber hinaus können Ultrakondensatoren über einen weiten Betriebstemperaturbereich von -40 ° bis +65 °C betrieben werden. Dies macht das VSS geeignet für alle Klimabedingungen.

Das VSS enthält zwei Maxwell 1200F Ultrakondensator-Zellen in Serie. Neben der Sicherstellung des Leistungs- und Energiebedarfs der Motorstartfunktion wurden die Ultrakondensatoren speziell entwickelt, um die strengen mechanischen und Umweltanforderungen an Automobilkomponenten zu erfüllen. Diese Geräte können laut dem Hersteller viele Jahre ohne Wartung oder Austausch betrieben werden.

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