Spannungsbalance der Energiespeicherzelle
Für die Erfüllung der Aufgaben muss das Batteriemanagementsystem (BMS) über Schaltungen für die Erfassung der Zellspannungen, des Batteriestromes und der Temperaturen verfügen.
Wie hoch ist die Spannung einer Brennstoffzelle?
Die Zellspannung ist durch die Nernst-Gleichung gegeben und liegt bei 1,0–2,2 V. Die einzelnen Zellen können wie bei der Brennstoffzelle in Reihe zu einem Stack verschaltet werden, wobei die Elektroden als Bipolarelektroden wirken (s. . 7.72 ).
Wie berechnet man die Spannung des Systems im unbelasteten Zustand?
Die Spannung des Systems im unbelasteten Zustand kann mithilfe der freien Reaktionsenthalpie der Reaktionspartner und der Nernst‘schen Gleichung berechnet werden. Sie kann für Säuredichten zwischen 1,20 g/cm³ und 1,30 g/cm³ sehr genau mit einer Faustformel (s. [ 1 ]) angenähert werden (gültig für Säuredichten bei 25 ° C):
Wie funktioniert die Energiespeicherung?
Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.
Wie berechnet man die elektrische nutzbare Energie?
Die elektrisch nutzbare Energie ergibt sich aus der freien Enthalpie (Gibbs’sche Energie) der Zellreaktion. Mit der Beziehung der Zellspannung zur freien Reaktionsenthalpie erhält man die Anbindung der elektrischen Größen an die Beziehungen der chemischen Thermodynamik:
Wie funktioniert die Energiespeicherung in Batterien?
Die Energiespeicherung in Batterien erfolgt in Form von Ladungsträgern, die durch Reduktions- und Oxidationsvorgänge aufgenommen bzw. abgegeben werden. Dabei erzeugt deren Fluss einen elektrischen Strom i (t): Ein Elektron (bzw. Proton mit der Ladung Q [As = Coulomb = C]) besitzt die Elementarladung
Was sind die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher?
Die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher sind ihre Spannungslage und der Energieinhalt. Die Spannungslage ergibt sich aus der Differenz der Elektrodenpotenziale und somit aus der Art der eingesetzten Elektroden. Je nach betrachtetem System werden Spannungsgrenzen für den Lade- und Entladeprozess vorgegeben.
