Das Batteriemodul für den Schüler-Solar-Rennwagen bei der 24h iLumen Solar Challenge

Die Batterie

Eine Batterie ist technisch gesehen eine Kombination aus mehreren elektrischen Zellen. Dabei wird zwischen Primärbatterien (nicht wiederaufladbar) und Sekundärbatterien (wiederaufladbar) unterschieden. Letztere werden häufig als Akkumulatoren oder kurz Akkus bezeichnet. Spannung und Stromstärke einer Batterie werden maßgeblich durch die elektrische Verschaltung und Anordnung der einzelnen Zellen bestimmt.

Dieser modulare Aufbau bietet vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für unterschiedliche Anforderungen.

Über den konkreten Einfluss der Batterietechnik auf den Rennerfolg berichten wir ausführlich in unserem iLumen Solar Car Beitrag.

Im Rennwagen ist eine Batteriekonfiguration vom Typ 16S6P verbaut. Dabei sind jeweils 16 Batteriezellen in Serie geschaltet (16S), um eine Systemspannung von 48 V zu erreichen. Sechs dieser Serienstränge sind parallel geschaltet (6P), um die Gesamtkapazität zu erhöhen. Insgesamt umfasst die 16S6P-Konfiguration somit 96 Zellen.

Das eingesetzte Batteriesystem basiert auf Lithium-Eisen-Phosphat-Zellen (LiFePO4) vom Typ EVE C40. Diese Zelltechnologie bietet eine hohe Sicherheit, lange Lebensdauer und stabile Leistungswerte. In der beschriebenen 16S6P-Ausführung verfügt das Batteriesystem über eine Nennspannung von 48 V und erreicht eine Gesamtkapazität von 120 Ah.

Ein Batterie-Management-System (BMS) schützt jede Batteriezelle vor Überladung und Tiefentladung und gewährleistet somit Betriebssicherheit und Langlebigkeit. Aufgrund fertigungsbedingter Kapazitätsschwankungen zwischen den einzelnen Zellen überwacht das BMS permanent Spannung und Temperatur jeder Zelle. Durch aktives Balancing gleicht es Lade- und Entladeströme gezielt aus und stellt sicher, dass alle Zellen denselben Ladezustand (State-of-Charge, SoC) aufweisen. Jedes Batteriemodul verfügt hierfür über ein eigenes BMS mit integrierter Balancing-Funktion.

Der ideale Akku für das 24h-Solar-Rennen

Beim 24h-Rennen mit einem Solar-E-Fahrzeug ist der Akku entscheidend für eine optimale Rennstrategie und schnelle Rundenzeiten. Das Rennen startet mit vollständig geladenem Akku, der idealerweise erst bei Zieldurchfahrt nahezu leer ist. Tagsüber liefern die Fahrzeug-PV-Module permanent zusätzlichen Strom, der vollständig für höhere Geschwindigkeiten genutzt wird. Der Akku muss entsprechend dimensioniert sein, um die Phasen mit geringer oder fehlender Sonneneinstrahlung – insbesondere die Nachtstunden – zuverlässig zu überbrücken. Insgesamt sind während des Rennens maximal drei Ladestopps erlaubt, weshalb eine exakte Planung der Akkukapazität unerlässlich ist.

Sicherheit hat Vorfahrt

Bei der Entwicklung eines Rennakkus für Schüler stehen zwei Aspekte im Fokus: maximale Sicherheit für den Fahrer und möglichst geringes Gewicht für optimale Rennperformance. Der Akku ist daher in einem robusten Gehäuse integriert, das im Falle eines Unfalls zuverlässigen Schutz bietet. Für effizientes Thermomanagement sorgt ein integriertes Belüftungssystem. Die elektrische Anbindung an das Fahrzeug erfolgt über zwei leistungsfähige Kupferleiter, die minimale Verluste und hohe Zuverlässigkeit sicherstellen.

Das Batteriesystem

Technische Daten:

• Spannung: 48 V
• Kapazität: 120 Ah (5,76 kWh)
• Leistung: 17,28 kW
• Abmessungen (L×B×H): 540 × 350 × 250 mm
• Zellgewicht: 34,18 kg
• Gesamtgewicht: 49,8 kg

Warum Codronic?

Unser Team verfügt über langjährige Erfahrung in den Bereichen Cell Development, Cell Testing und Industrial Engineering. Von der Batteriezell-Entwicklung über das Testen einzelner Komponenten und kompletter Akkupacks bis hin zur Planung und Umsetzung ganzer Produktionsanlagen begleiten wir Sie zuverlässig und kompetent. In Kombination mit unseren weiteren Geschäftsbereichen schaffen wir wertvolle Synergieeffekte – für Ihren technologischen Vorsprung.

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