Wir zeigen Ihnen die besten Batterien und Batterietechnologien zum Betreiben von mobilen Anwendungen mit hohen Stromanforderungen.
Dank der Entwicklung neuer Batteriechemikalien und -technologien müssen sich Funktionen mit hohem Stromverbrauch und eine hohe Energiedichte nicht mehr gegenseitig ausschließen. Mit den neuen Chemikalien und Technologien ist der Antrieb von Motoranwendungen, LEDs, kabellosen Werkzeugen und anderen mobilen Systemen mit hohem Stromverbrauch einfacher denn je.
Leistungsstark und mobil
Im Bereich der kabellosen Werkzeuge war Nickel-Kadmium (NiCD) für lange Zeit die dominante Chemikalie. Aufgrund von Toxizität wurde sie jedoch in großen Teilen der EU mit Ausnahme spezieller Anwendungen verboten. Hersteller von kabellosen Werkzeugen sind aus diesem Grund zum ähnlichen, aber weniger giftigen Nickel-Metallhydrid (NiMH) gewechselt, um Motoren mit hohem Stromverbrauch mit Energie zu versorgen. Seit Kurzem können Hersteller kabelloser Werkzeuge zunehmend Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batterien einsetzen, da sich diese Technologie bis zu einem Punkt verbessert hat, an dem der Strombedarf von Elektrowerkzeugen befriedigt werden kann.
Je nach Anwendung können Sie die Verarbeitung eines höheren Stromverbrauchs von mobilen Einheiten auf unterschiedliche Weise erreichen. Ohne Platzbeschränkungen ihrer Anwendung bieten NiMH-Batterien immer noch eine ordentliche Energiedichte und haben daher einen festen Platz in der Welt der tragbaren Geräte mit hohem Stromverbrauch. Die Panasonic BK300SCP, ehemals HHR-300SCP, ist eine 57 Gramm schwere NiMH-Batterie mit 2800 mAh, die besser als 10C Ausgaben mit mehr als 30 A verarbeiten kann. Diese unglaubliche Leistung steht nur ca. 5 Minuten zur Verfügung, aber sie beweist trotzdem, welcher Fortschritt bei NiMH-Batterien erzielt wurde.
Parallelschalten von Batteriezellen
Durch das Parallelschalten von Batteriezellen können Sie deren Stromkapazitäten effektiv bündeln. Dadurch können parallel geschaltete 1C-Batteriezellen effektiv eine 10C-Last verarbeiten. Parallel geschaltete Batterien gleichen sich gegenseitig aus und haben sogar einen Vorteil gegenüber in Serie geschalteten Zellen: Wenn eine Zelle ausfällt, verlieren Sie nicht gleich das ganze Batteriepack. Eine Parallelschaltung ist besonders dann eine gute Option, wenn Ihr System die höhere Spannung von in Serie geschalteten Batteriezellen nicht verarbeiten kann.
Betreiben von Anwendungen mit punktuell hohem Stromverbrauch
Wenn Sie den hohen Stromverbrauch immer nur punktuell und nicht fortlaufend benötigen, können Sie auch eine andere Komponente, zum Beispiel einen großen Kondensator oder einen Superkondensator, zum Verarbeiten dieser Spitzen verwenden. Das Hinzufügen eines Kondensators ist eine relativ einfache Möglichkeit, Ihr System für einen hohen Stromverbrauch zu rüsten. Mit einem Superkondensator können Sie eine sehr große Menge an Überspannungsverarbeitung in einem kleinen Batteriepack erhalten. Ein Beispiel dafür ist das PHB-5R0V505 von Eaton, das über 5 Farad in einem Batteriepack von 21,3 x 32,5 mm verfügt.Weiterentwicklung von Lithium-Polymer-Batteriepacks
In manchen Fällen ist es durch die Fortschritte im Bereich der Chemikalien häufig nicht mehr erforderlich, ein ganzes Batteriesystem zusammenzubauen, wenn auch eine einzige Batterie ausreicht. Die neuen Lithium-Polymer-Batteriepacks, die oft in Multirotor-Helikoptern eingesetzt werden, können konstante Entladungen von 35C und Spitzenwerte von bis zu 70C verarbeiten. Zum Vergleich: Hier kommt eine 5200-mAh-Batterie mit 4 Zellen zur Anwendung, die 364 A bei 14,8 V liefert, also unglaubliche 5300 W. Das reicht definitiv aus, um Ihr System vom Boden abheben zu lassen.
Sicherheitsprobleme
Hohe Ströme können schwere Schäden an elektronischen Geräten und noch schwerere Schäden an Personen verursachen, wenn sie falsch angewendet werden. Durch eine schnelle Entladung über einen längeren Zeitraum wird aufgrund des internen Widerstands Wärme in der Batterie erzeugt, die Feuer oder eine Explosion verursachen kann. Überwachen Sie daher immer die Temperaturen Ihres Batteriepacks und sorgen Sie bei Bedarf für Kühlung. Beachten Sie, dass die Gesamtlebensdauer der Batterie verkürzt wird, wenn Sie Batterien unter hohen Stromentladungen einsetzen.
Wenn einer Batterie mehr Strom entzogen wird, als sie verarbeiten kann, kann sie außerdem anschwellen. Die Wiederverwendung einer angeschwollenen Batterie stellt eine große Feuergefahr dar. Entsorgen Sie eine angeschwollene Batterie ordnungsgemäß.
Wenn Sie Batterien unter hohen Stromentladungen einsetzen, wird die Gesamtlebensdauer der Batterie verkürzt, da sich die internen Komponenten, z. B. Anode und Kathode, schneller abnutzen, was bedeutet, dass Sie eine stark belastete Batterie deutlich kürzer einsetzen können.
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