Elektrotechnisches Institut (ETI)

Vergleich und Bewertung verschiedener Symmetrierschaltungen für DSK-Speicher

Beschreibung

Doppelschichtkondensatoren (DSK) sind Energiespeicher, die aufgrund ihrer Eigenschaften ideal geeignet sind um in einem Zeitraum von einigen Millisekunden bis zu einigen Sekunden hohe Leistungen abzugeben. Eine DSK-Zelle hat eine Kapazität von mehreren hundert bis einige tausend Farad. Aufgrund des verwendeten Elektrolyten darf die Spannung einer Zelle einen Wert von 2,5 – 2,7V nicht überschreiten. Höhere Spannungen führen zu einer schnelleren Alterung der Zellen. Weite Überschreitungen der Nennspannung führen zur Zerstörung des DSK. Um einen Speicher aufzubauen, der hohe Leistung abgeben kann, ist somit eine relativ große Anzahl von DSK-Zellen in Reihe zu schalten. Aufgrund von Bauteiltoleranzen und unterschiedlichen Temperaturen stellen sich im Betrieb unterschiedliche Spannungen an den Zellen ein. Um dies zu verhindern wurde am ETI eine Schaltung entworfen, die die Symmetrierung und Überwachung der Einzelzellspannungen gewährleistet. Mittlerweile gibt es aus dem Bereich der Lithium-Ionen Batterien kommerziell erhältliche ICs, die zur Überwachung und Symmetrierung der Zellspannungen dienen. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Schaltung mit einem solchen IC aufgebaut werden. Die Eigenschaften dieser Schaltung sollen mit der vorhanden Schaltung und einer einfachen passiven Symmetrierung verglichen und bewertet werden.