Das Aufladen von Lithiumbatterien gilt allgemein als riskanter Prozess. Dieses Dokument beschreibt die damit verbundenen Risiken und wie eine Ladelösung diese Risiken verringern kann.
Das Hauptrisiko beim Aufladen von Lithiumbatterien besteht darin, dass sie Feuer fangen. Dieses Risiko kann man verstehen, wenn man sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Batterie in Brand gerät, und die Auswirkungen eines solchen Brandes ansieht.
Die Gefahr, dass ein Akku Feuer fängt, wird beim Laden direkt beeinflusst:
Die Auswirkungen des Brandes hängen davon ab, wie heftig das Feuer ist. Ein Batteriebrand kann von einer brutzelnden Zelle bis hin zu mehreren dicht beieinander liegenden kompletten Batteriepacks reichen, die sich gegenseitig in Brand setzen. Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle, z. B. die verwendete Zelle oder die Konstruktion des Akkupacks. Die beiden wichtigsten Faktoren sind jedoch, wie stark die Zelle geladen ist und wie eng mehrere Akkus nebeneinander gelagert werden.
Eine voll geladene Zelle kann innerhalb von Minuten nach Beginn des thermischen Durchgehens über 500 Grad Celsius erreichen, während eine zu 50 % geladene Zelle nie über 200 Grad Celsius hinauskommt und bis zu 30 Minuten braucht, um diese Temperatur zu erreichen.
Beim Laden von dicht gepackten Batterien besteht die Möglichkeit, dass sich eine Batterie an der nächsten entzündet, was zu einer Kettenreaktion und einem fast unaufhaltsamen Feuer führt.
Die Hauptfunktion des Batteriemanagementsystems (BMS) ist der Schutz vor diesen brandauslösenden Szenarien durch Unterbrechung des Ladevorgangs. Einige BMS lassen jedoch einige dieser Schutzmaßnahmen aus.
Ein Ladegerät kann eine zweite Sicherheitsebene hinzufügen, indem es Grenzwerte für Spannung und Strom einführt. Da die meisten einfachen Ladegeräte keine Kommunikation mit dem BMS haben, können sie den Ladevorgang nicht unterbrechen, wenn die Temperatur zu hoch wird.
Manchmal wird ein Kommunikationsprotokoll zwischen dem Ladegerät und dem BMS mit CAN- oder UART-Protokollen implementiert. Dies kann für einen redundanten Temperaturschutz oder eine anspruchsvollere Ladesteuerung verwendet werden, z. B. zur Anpassung von Ladestrom und -spannung an die Batterietemperatur. Ladegeräte mit solchen Funktionen werden gemeinhin als intelligente Ladegeräte bezeichnet.
Das Laden mit TILER kann das Risiko eines Brandes auf verschiedene Weise verringern, indem es ein intelligentes Laden ermöglicht, die Bewegung der Batterie minimiert und die Batterien nicht alle an der gleichen Stelle lädt.
Bei TILER bedeutet parken aufladen. Das bedeutet, dass die Fahrräder nach jeder Fahrt aufgeladen werden und die Batterie nur für eine einzige Fahrt geladen werden muss. Durch eine intelligente Analyse der Batterienutzung minimiert TILER die Batterieladung und stellt gleichzeitig sicher, dass die Batterie für jede Fahrt, die von diesem Ort aus unternommen wird, ausreichend geladen ist. Dies minimiert die potenzielle Energie in der Zelle und die Temperatur, die sie im Brandfall erreichen kann. Außerdem wird die Reaktion verlangsamt, so dass mehr Zeit für eine eventuelle Evakuierung bleibt. Als Nebeneffekt wird durch diese Ladeoptimierung auch die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängert.
Ein zweiter Vorteil des Ladens während des Parkens ist, dass ein Mindestabstand von 60 cm zwischen den zu ladenden Batterien eingehalten wird. Dies verringert die Gefahr, dass sich die Batterien gegenseitig entzünden, und schränkt die Auswirkungen eines Brandes erheblich ein.
Eine heruntergefallene Batterie birgt immer das Risiko, instabil zu werden, unabhängig davon, ob dies mit dem Laden zusammenhängt oder nicht. Einige Hersteller empfehlen sogar, heruntergefallene Batterien aus Sicherheitsgründen wegzuwerfen. Mit TILER kann die Batterie sicher im Fahrzeug verbleiben, was das Risiko, dass sie herunterfällt, erheblich verringert.
Das TILER-System verfügt über Live-Informationen über die Vitalwerte der Batterie. Dadurch kann es ein thermisches Durchgehen erkennen, bevor es gefährlich wird. Über die eingebaute Internetverbindung kann es das örtliche Sicherheitspersonal oder die Feuerwehr warnen, um eine ultraschnelle Reaktion auf einen möglichen Batteriebrand zu gewährleisten.
Bevor TILER ein Fahrrad als kompatibel mit dem TILER Charge System einstuft, werden das Fahrrad, der Akku und das Original-Ladegerät auf ihre Sicherheit hin überprüft.
Das Ladegerät wird auf folgende Punkte geprüft:
Die Batterie wird auf ihre Schutzarten überprüft:
Falls TILER über den Entladepfad der Batterie angeschlossen wird, wird geprüft, ob diese Schutzvorrichtungen noch aktiv sind, um einen vollständigen redundanten Schutz zu gewährleisten.
Auf Fahrrad- und Systemebene wird die Integration überprüft. Dazu gehört auch, ob es eine gibt:
Nach diesen Prüfungen wird die sicherste Art des Aufladens ermittelt und in den Ladeständer programmiert. Der letzte Schritt besteht darin, das richtige Adapterkabel zu entwerfen und zu beschaffen, damit die elektrischen Verbindungen hergestellt werden können, ohne Drähte durchtrennen zu müssen.
Wenn Sie sich fragen, wie die Ladesicherheit in Ihrer speziellen Situation optimiert werden kann, können Sie sich über unsere Website an uns wenden.