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dreifels PMU für Niederspannungs-Systeme
dreifels ag, rs, 1.12.2014

>>> Produkteblatt Powermodule und dfc40 (pdf)

Die Lithium-Akkutechnologie hat sich in den letzten 5 Jahren rasant entwickelt und etabliert. Hochleistungsakkuzellen sind vier mal leichter als Bleibatterien und bieten eine Lebensdauer von mehr als 5 Jahren. dreifels hat in den letzten Jahren rund 50'000 Hochleistungs-Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) Akkuzellen in unterschiedliche Batterien verbaut.

Das neu entwickelte PMU (Power Management Unit) ermöglicht es nun in verschiedenen Anwendungen modular Akkusysteme aufzubauen. Dabei ist eine Kombination von alten und neuen Akkus möglich. Dieses "Second-Life" Konzept ist ein entscheidender Schritt bezüglich Nachhaltigkeit: Akkus, die in ihrer Originalanwendung nach 3 bis 5 Jahren ersetzt werden, z B. durch Akkus der neusten, noch leichteren Generation, werden von dreifels "wiederaufbereitet" und als kostengünstige "Rebuild Akkus" für weniger anspruchsvolle Anwendungen als Ersatz von Bleibatterien angeboten.
Das dreifels PMU berücksichtigt die Alterung der Akkus und kann durch die innovative Netzwerkarchitektur die Rebuild Akkus für weitere 5 bis 10 Jahre nutzen.


dreifels Power Akkus


Bei der Evaluation der LiFe Akkus im 2008 stand neben der Betriebssicherheit und hohen Lebensdauer auch die Akkukonstruktion im Zentrum. Die Hochleistungs-Akkuzellen sind mit verschraubten Anschlusskontakten einfach zu konfektionieren und erlauben bei Bedarf Zellen zu ersetzen, sowie den Akku am Ende seines Einsatzes einfach zu zerlegen. LiFePO4_40138_Einzelzelle_160
Diesen Vorteil nutzen wir nun nach 5 Jahren Einsatz aus, indem wir Akkublöcke, die z.B. in Go-Kart Anwendungen mit bis zu 20 Schnellladungen pro Tag nicht mehr ausreichen, ersetzen und dabei Gehäuse und Elektronik weiter verwenden. Dies reduziert nicht nur die Kosten, sondern braucht weniger graue Energie für die Herstellung der Teile und Transport.


Second Life Konzept

dreifels Akkus sind aus bis zu 240 Zellen (TWIKE 20Ah Akku) aufgebaut. Mit dem Alter können mechanische Beschädigungen, Zellenundichtigkeiten und hohe Selbstentladung zu einer Beeinträchtigung des Nutzens führen. Oft sind es jedoch nur einzelne Zellen, die nachlassen. Bei Akkus mit hoher Spannung wie beim TWIKE können diese ersetzt werden. Bei Systemen mit tieferer Spannung und parallelen Verschaltung ist ein Zellenersatz nicht möglich, da die schlechte Zelle schwierig zu finden ist.

Nach 3 bis 5 Jahren ist es daher angebracht neue Zellen, die technologisch auch weiter entwickelt sind einzusetzen. Die Akkupakete werden bei dreifels zerlegt. Die Zellen werden bei der Demontage genau kontrolliert und sortiert. Passende Zellen aus der gleichen Fertigungsserie werden dann zu neuen Zellenpakete zusammengestellt.
Die Zellen haben normalerweise noch 80% der Neukapazität und können in Anwendungen, die weniger extrem sind, wie z.B. stationäre Stromversorgungen oder Stützbatterien noch weitere 5 - 10 Jahre ihren Dienst tun.
dreifels übernimmt auch bei Rebuild Akkus 2 Jahre Garantie auf 80% der spezifizierte Kapazität. Damit übernimmt dreifels auch weitgehend das Risiko.


dreifels Controller dfc40

Neue Akkus sind in der Anwendung immer unproblematisch in den ersten 2 - 3 Jahren. Danach führen Qualität- und Fertigungstoleranzen sowie unterschiedliche thermische Bedingungen (z.B. in der Mitte und am Rande des Packs) zu Kapazitäts- und Selbstentladungsdifferenzen.

Bei der Entwicklung des neuen dreifels Controller dfc40 setzten wir unsere Erfahrung aus dem TWIKE Batteriemanagement ein. Die Auftrennung des Akkus in mehrere Stränge ermöglicht es allfällige Unterschiede zu erkennen und so einzugreifen, dass der Akku noch weiter genutzt werden kann und keine kritischen Umladungen stattfinden können. Konventionelle Batteriemanagementsysteme reagieren bei Zellendefekten normalerweise unbarmherzig und schalten den Antrieb oder die Anwendung ab. Bei einem Handy, Fotoapparat oder beim Elektrovelo mag dies ja noch zu verzeihen sein, aber bei wichtigeren Anwendungen darf dies nicht geschehen.

Die mehrfache Redundanz in der dreifels Akkuarchitektur führt auch bei Totalausfall einer Zelle nur zu einer Reduktion der Leistung und Energie von 10 bis 25%. Die Anlage oder das Fahrzeug bleibt voll funktionsfähig und die Reparatur des Akkus oder Ersatz kann im nächsten Serviceinervall stattfinden.

dreifels Powermodule

Für anspruchsvolle Anwendungen im 12V bis 50V Segment, für leichte Fahrzeuge, Go-Karts, Rollstühle, Flurförderfahrzeuge, semi-stationäre Anwendungen wie Wohnmobile und Schiffe und auch die Stromversorgung von Ferienhäusern und Alphütten haben wir das Modulare dreifels Akkusystem entwickelt.
Das Basismodul ist ein Akkublock mit 37.5 x 19.0 x 9.0 cm und ca 6.5 kg. Das Modul kann sowohl mit kostengünstigen Rebuild-Akkus ausgerüstet werden als auch mit neuen Zellen. Der Energieinhalt pro Modul beträgt 400 Wh bis 750 Wh.
Die Standardausführung ist auf 50V ausgelegt, Systeme mit 12V oder 25V sind auch verfügbar.


Akku_16s_01_200


Powermodule_04_800 Die Basismodule können je nach Energie- und Leistungsbedarf erweitert werden. Der dreifels Controller dfc40 überwacht bis zu 16 Module sowie das Gesamtsystem. Es können jederzeit weitere Module hinzugefügt werden oder alte Module gegen neue ersetzt werden.

Damit bietet dreifels ein nachhaltiges, kosteneffizientes und sehr leistungsfähiges Akkusystem, das optimal an die Nutzung angepasst ist, auch wenn diese sich mit den Jahren allenfalls ändert.

Gerne biete wir Ihnen eine konkrete Lösung für Ihre Anwendung an.
Kontaktieren Sie uns unter info@dreifels.ch / +41 61 973 23 33

>>> Produkteblatt Powermodule und dfc40 (pdf)

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