Akkukonzept für den AMR

Bearbeiter: Timo Schmidt

Aufgabe

Bearbeiten Sie nachfolgende Aufgaben bis zum Abgabetermin und stellen Sie Ihre Lösung Prof. Schneider vor. Gehen Sie systematisch in den in SDE vermittelten Schritten vor.
Erarbeitung eines vollumfänglichen Akkukonzepts für den AMR in berücksichtigung der folgenden Punkte:

• Kosten
• Vorhandener Platz
• Verfügbarkeit in der Zukunft
• einfacher Ausbau des Akkus zum Laden / Lagern

Konzept

Das Konzept der vergangen Jahre weist noch Ver­bes­se­rungs­po­ten­ti­al auf.
Es wäre sinnvoller für den PC nicht so hochleistungs Akkus zu verwenden, wie für den Fahrantrieb. Da bei dem PC die Last relativ konstant abgenommen wird und es in der Regel nicht zu extremen Lastspitzen kommt ist eine Akku mit einer Entladerate von 150C überdemensinoirt.
Ein besserer Ansatz wäre hier einen Akkusorte für den PC zu verwenden und eine für den Fahrantrieb. Da für den Fahrantrieb schon gute Akkus vorhanden sind ist es sinnvoll für den PC andere Akkus zu verwenden.
Da das Netzteil eine interne Sicherung von 15 A hat ist es ausreichend einen Akku zu verwenden, der diese Leistung liefern kann.
Ein weiter Vorschlag ist, die doppelte Anzahl an Akkus für den PC anzuschaffen um somit einen Akku laden zu können und mit dem anderen Fahren zu können. Für den Fahrantrieb wären schon zwei Akkus vorhanden, wenn für den PC andere angeschafft würden.

Auswahl eines PC-Akkus

Anforderungen an den PC-Akku

Zunächst wurden die Anforderungen an den PC Akku aufgelistet

Eigenschaft	Wert	Einheit
Anzahl der Akkus	max. 2	stk.
Gesamt Spannung	14,8	V
Kapazität	≥ 5000	mAh
Abmessungen	<100x<35x<200	BxHxT[mm]
Entladerate	abhängig von Kapazität	C
Entladestrom	15	A
Preis	<100	€

Auswahl eines Akkus

Nachdem die Anforderungen an den Akku klar waren, wurde eine Excel-Tabelle angelegt, in der mögliche Akkus aufgelistet wurden. Anhand der Anforderungen und der Daten der Akkus wurde folgender Akku ausgewählt: RD SLP 5500 S2.
Dieser Akku erfüllt alle Anforderungen und ist somit bestens geeignet.

Einfaches wechseln der Akkus

Da eine weitere Anforderung war, das wechseln der Akkus im Fahrzeug zu erleichtern, wurden eine konstruktive Änderungen an dem Fahrzeug vorgenommen. Diese Änderungen lasse sich in die beiden folgenden Abschnitte unterteilen

Fahrantrieb

Brücke unterm Auto

Um den Akku des Fahrantriebs leichter zuwechseln, ist es notwendig ein Bauteil des Chassis zu verändern. Dieses Bauteil ist dafür zuständig den hinteren Teil des Fahrzeugs mit dem vorderen zu verbinden. So wird vermieden, dass sich das Auto durchbiegt.
In diesem Bauteile musste eine Aussparung eingebaut werden, damit man den Akku mit eingesteckten Kontakten einbauen kann. Das geänderte Teil ist als 3D-Modell in folgendem Ordner zu finden.
Dieses Teil wurde bereit mit dem 3D-Drucker hergestellt und verbaut.
Der Ein-/Ausbau des Akkus ist nun wesentlich einfacher.

PC-Akku

Der PC-Akku war bisher mit einer Stahlplatte fest unter dem Auto verbaut. Somit war es nicht möglich, den Akku aus-/einzubauen ohne das Fahrzeug nahezu komplett zerlegen zu müssen.
Daher war die Herausforderungen eine Halterung zu bauen, die es wesentlich erleichtert, die Akkus ein und auszubauen.
Folgendes Konzept wurde erarbeitet. Die Akkus werden in eine rechteckige Kiste geschoben, und diese wird von vorne verriegelt.
In den nachfolgenden Bildern ist zu sehen, wie das Konzept aussieht

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  Halterung für die Akkus

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  Fixierung der Akkus

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  Zusammengebauter Halter

Eine weitere Veränderung wird sein, dass die PC-Akkus nicht mehr mit einem Banenstecker angeschlossen wird. Der neue Anschluss der Akkus wird über einen XT90-Stecker erfolgen. Somit ist der Wechsel der Akkus einfacherer und sicherer. Eine Verpolung ist nicht mehr möglich.

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