Lösungsansätze für Batterien im Maschinenbau
Individuelle Batteriesystem-Entwicklung für SycoTec Speeder 60
High-Speed Akku-Spindel mit 100% Autonomie
Warum braucht eine autonome Hochfrequenzspindel eine eigene Energieversorgung?
Wer an einer vorhandenen CNC-Maschine höhere Drehzahlen braucht, will die Maschine nicht dafür umbauen. Eine nachrüstbare Spindel muss deshalb im Werkzeugmagazin laufen und ihre Antriebsleistung selbst mitbringen.
SycoTec entwickelte mit dem Speeder 60 ER11 eine vollständig autonome Hochfrequenzspindel, die High-Speed-Bearbeitungen auf konventionellen CNC-Maschinen ermöglicht – ohne externe Steuerungen oder aufwendige Umbauten. Die Spindel integriert alle notwendigen Komponenten und ist werkzeugmagazintauglich.
Daraus ergaben sich besondere Anforderungen an die Energieversorgung:
- Kompakte, integrierbare Bauform passend zur Werkzeugaufnahme
- Zuverlässige Leistung bei hohen Drehzahlen
- Schnelle Ladezeiten und hohe Energiedichte
- Zertifizierbarkeit nach IEC 62133 und UL 62133
BMS-Integration und Wärmeabfuhr im begrenzten Bauraum
Integration aller BMS-Funktionen auf engem Raum
Neben den grundlegenden Schutz- und Überwachungsfunktionen mussten auch die Ladezustandsanzeige und die 1-Draht (HDQ) -Kommunikation in die kompakte Gehäusestruktur eingebunden werden. Die Kombination dieser Funktionen im begrenzten Bauraum stellte hohe Anforderungen an das Leiterplattendesign sowie an die mechanische und elektrische Integration.
Thermische Herausforderung durch hohe Strombelastung
Die Anwendung erfordert dauerhaft hohe Entladeströme. Daraus ergeben sich thermische Hotspots, die im kompakten Aufbau zuverlässig kontrolliert werden mussten, ohne aktive Kühlung.
Wie wird ein Batteriesystem in ein zylindrisches Spindelgehäuse integriert?
Radiale 9S2P-Zellanordnung mit Kupferverbindern
Das Layout umfasst 18 Lithium-Ionen-Rundzellen im Format 18650, neun in Reihe und zwei parallel. Zur optimalen Raumausnutzung im zylindrischen Gehäuse des Speeder 60 ER11 wurde die Zellanordnung in einem radialen 9S2P-Layout realisiert. Die Verbindung der Zellen erfolgt über eigens entwickelte Kupferverbinder:
- Radiale 9S2P-Zellanordnung zur maximalen Energiedichte
- Kupferverbinder für verlustarmes Stromhandling
- Kompakte Integration aller elektrischen Verbindungen
BMS-Anpassung an die Gehäusegeometrie
Das Batterie-Management-System (BMS) wurde mechanisch und elektrisch exakt an die Gehäusegeometrie angepasst. Dabei wurden alle sicherheitsrelevanten Funktionen gemäß IEC 62133 integriert:
- Überwachung aller Zellspannungen und Temperaturen
- NTC-Sensorik für präzise Temperaturerfassung
- Energieeffiziente Betriebsmodi: Sleep und Power-Down
Zusätzlich wurde eine auf das Batteriesystem abgestimmte Ladestation entwickelt.
Wir entwickeln individuell angepasste Batteriesysteme – abgestimmt auf Ihre Anwendung, Ihre Normen und Ihren Bauraum.
Steffen Weller
Vertriebsleiter / Sales Director