1. Aufgabe EIS (20 pkt): - Spektrum gegeben -> ESB zeichnen - Werte berechnen (R_E, R_1 und R_2 und C_1, C_2), Grenzfrequenzen beider RC-Gleider waren an den Kreisen gegeben - ESB gegeben mit R_E, L und R-C-Gleid und CPE -> Spektrum zeichnen - was würde sich ändern, wenn das R-C-Glied durch ZARC-Element getauscht wäre? - was wäre wenn die Frequenzen des ersten Spektrums in einer Größenordnung lägen -> in erstem Spektrum die Änderung einzeichnen (Kreisschmelze) - CPE-Element, wissen wann es Real wird (für Zeta=0 verschwindet die Abhängigkeit von der Frequenz -> ohmsches Verhalten) - CPE-Element, Spektrum zeichnen für Zeta = 1/3 und 2/3 2. Aufgabe Blei (30 pkt): - Reaktionsgleichung angeben und Besonderheit der RG von Blei nennen - 1 reversiblen und einen irreversiblen Alterungsprozess nennen - 2 Nebenreaktionen nennen (Gasung, Korrosion) - Bleibatterie mit bestimmten Daten gegeben 1. mit Peukert-Gleichung n bestimmen 2. welche Entladedauer ergibt sich bei I = 40A 3. Welche Kapazität kann dann entnommen werden? 4. Anwendung für eine solche Batterie? -> Starterbatterie - Ersatzschaltbild für Säureschichtung und Gitterkorosion gegeben 1. Gleichung für R_ct 1 und 2 allgemein angeben: R_ct=eta/I(eta) mit BVG 2. Säureschichtung unterschiedliche Säuredichten -> U_1 und U_2 bestimmen mit der Näherungsformel für die Ruhespannung 3. Werte gegeben für R_Ei, R_Gi, R_cti, I_ges -> U_ges (oben) bestimmen über 2 Maschengleichungen -> viel Arbeit (Jans Meinung) 3. Aufgabe Lithium-Ionen (30 pkt): - 2 Zentrale Alterungsmechanismen mit Ursachen - Produktionsbetrieb mit Grundlast (aus Niederspannungsnetz) und Spitzenlast in 6h Werktags -> Auslegung eines Batteriesystems für die Spitzenlastzeiten für E= 6h/tag * 5 Tage * (P_spitze-P_grund) Reserve von D_E=20%, Wirkungsgrad der Peripherie = 0,95, Peripherie braucht Spannung aus Batterie von U_batt = 660V Batterien mit U_N = 3,3 V, C_N = 80 Ah 1. Frage wie viele Batterien werden minimal gebraucht? -> E/(0,8*0,95*U_N*C_N) 2. wie werden die Batterien verschaltet? -> n_S, n_p 3. Am Wochenende (Sa, So) soll Batteriesystem mit Niederspannungsnetz geladen werden, geht das? -> E/P_grund = T_Lade > 48h -> geht nicht! - Reaktionsgleichung von Lithiumtitanat, LiPO4-Batterie gegeben 1. Wie viele Elektronen werden mit einem Formelsatz getauscht? n=? 2. Q_Spez berechnen mit molaren Massen für jedes Element gegeben 3. E_grav, E_vol berechnen mit gegebener Gesamtmasse und LxBxH 4. Aufgabe Supercaps (20 pkt): - Grafik Supercap beschriften mit Helmholz und Materialien von Elektrolyt und Elektroden - Ersatzschaltbild Supercap, mit R_i und RC Gleid, wofür stehen die Bestandteile? - Enladung von Supercaps: SC besteht aus 4 in Serie geschalteten Batterien, wird ein Monat gelagert bei SOC=50%, 2 Zellen mit 5% Selbstentladung pro Monat, 2 Zellen mit 1 % Selbstentladung, passives Ausgleichssystem 1. Wie groß muss R_byp sein, wenn mit I=C/100 ausgeglichen werden soll? 2. Wie lange dauert die Entladung?