Lösungen für konforme tragbare Batterien (CWB) sind körperangepasste Energiespeichersysteme, die darauf ausgelegt sind, elektrische Energie über den Oberkörper des Soldaten zu verteilen, anstatt auf starre, zentralisierte Akkus zu setzen. Integriert in Plattenträger, taktische Westen oder Lastentrageausrüstung folgt eine konforme tragbare Batterie der anatomischen Krümmung des Körpers und gewährleistet gleichzeitig eine kontrollierte Steifigkeit und Schutz für den militärischen Einsatz.
Diese Kategorie präsentiert führende Anbieter von konformen tragbaren Batterien, die vom Soldaten getragene Elektronik wie Funkgeräte, Navigationsgeräte, Sensoren und Stromverteiler unterstützen, indem sie das Gleichgewicht verbessern, die Gefahr des Verhakens verringern und die Ermüdung reduzieren.
Lesen Sie den Technologieübersicht
Wenn Sie entwerfen, bauen oder liefern Formangepasste tragbare Batterien, Erstellen Sie ein Profil, um Ihre Kompetenzen zu präsentieren und mit Besuchern in Kontakt zu treten, die einen konkreten Bedarf an Ihren Lösungen haben.
Lösungen mit formangepassten tragbaren Batterien (CWB) sind körpernah geformte Energiespeichersysteme, die so konzipiert sind, dass sie direkt am Soldaten getragen werden können, anstatt als starre, hervorstehende Blöcke mitgeführt zu werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen rechteckigen Batteriepacks ist ein CWB so konstruiert, dass es der natürlichen Krümmung des menschlichen Oberkörpers folgt, und wird in der Regel in Plattenträger, taktische Westen oder Lastentrageausrüstung integriert.
Das charakteristische Merkmal einer konformen Batterie ist eher die geometrische Anpassung als extreme Flexibilität. Dadurch kann sich die Batterie um den Körper legen und gleichzeitig die kontrollierte mechanische Steifigkeit sowie den internen Schutz gewährleisten, die für militärische Umgebungen erforderlich sind. Auf Systemebene fungieren CWBs als verteilte Energiequellen, die die Energiespeicherung über eine größere Fläche verteilen, anstatt die Masse auf die Taille oder die Schultern zu konzentrieren. Dieser architektonische Wandel verändert grundlegend, wie elektrische Energie in der Fußtruppenumgebung transportiert, verwaltet und geschützt wird.
Der moderne Soldat agiert als vernetztes Kampfsystem. Funkgeräte, GPS-Empfänger, Sensoren für die elektronische Kriegsführung, Nachtsichtgeräte, am Körper getragene Kameras und biometrische Sensoren konkurrieren alle um Strom. Herkömmliche Designs für Soldaten-Akkupacks konzentrieren das Gewicht auf kleine, starre Blöcke, was die Ermüdung erhöht, die Bewegungsfreiheit einschränkt und Druckstellen verursacht, die die Ausdauer bei längeren Einsätzen beeinträchtigen. Außerdem erschweren sie die Kabelführung und schränken die Möglichkeiten ein, wie die Ausrüstung am Körper positioniert werden kann. CWBs begegnen diesen Herausforderungen durch eine Umverteilung der Masse, eine Verringerung des Profils und eine verbesserte ergonomische Integration.
SoloPack Battery, eine robuste, wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie zum Laden und Betreiben von Einsatzgeräten auf dem Schlachtfeld, von Galvion
Der Hauptanwendungsbereich von CWBs liegt bei der Fußinfanterie und in der Kampfunterstützung. Diese Batterien werden üblicherweise in Plattenträger oder weiche Panzerplatten integriert und versorgen Funkbatterien, Navigationsgeräte und Stromverteilerstellen für Soldatenausrüstung. Durch den Einsatz einer dezentralen Architektur wird der Strom näher am Einsatzort bereitgestellt, was die Kabelkomplexität verringert und die allgemeine Systemzuverlässigkeit verbessert, indem die Gefahr von Verhakungen minimiert wird.
Spezialeinheiten legen besonderen Wert auf Tarnung, Ausdauer und Anpassungsfähigkeit. CWBs sind bei diesen Einsätzen aufgrund ihrer geringen physischen Präsenz und reduzierten optischen Signatur besonders wertvoll. Durch die Minimierung von hervorstehenden Teilen und die Verringerung der Notwendigkeit häufiger Batteriewechsel ermöglichen CWBs längere Einsatzzeiten bei geringerem logistischen Aufwand. Da sie an spezifische Ausrüstungskonfigurationen angepasst werden können, eignen sie sich hervorragend für einsatzspezifische Konfigurationen, bei denen Mobilität von größter Bedeutung ist.
CWBs werden zunehmend von Bombenräumkommandos, Anti-Terror-Teams und spezialisierten Ersthelfern eingesetzt. Diese Anwender haben in körperlich anspruchsvollen Umgebungen ähnliche Energieanforderungen, oft während sie schwere Schutzausrüstung tragen. CWBs ermöglichen den kontinuierlichen Betrieb von Kommunikationssystemen, Sensoren und Werkzeugen zur Lageerfassung, ohne die Mobilität oder die Sicherheit der Anwender bei Einsätzen unter hohem Stress zu beeinträchtigen.
CWBs gelten mittlerweile als grundlegendes Element von Programmen zur Modernisierung der nächsten Soldatengeneration. Während sich Soldatensysteme in Richtung vollständig integrierter Energie-, Daten- und Kommunikationsarchitekturen entwickeln, stellen CWBs die physische Energieebene bereit, die für eine dauerhafte Konnektivität erforderlich ist. Sie ermöglichen zukünftige Funktionserweiterungen, wie beispielsweise Augmented-Reality-HUDs (AR), ohne die Traglast des Bedieners zu erhöhen.
Lithium-Ionen-Pouch-Akkus von American Lithium Energy
Moderne tragbare Batterielösungen sind so konzipiert, dass sie sich den anatomischen Konturen anpassen, meist im Bereich des Oberkörpers. Diese Geometrie ermöglicht es, dass die Batterie bündig an der Schutzausrüstung oder an weichen Materialien anliegt, was die Balance und den Tragekomfort verbessert. Durch die Verteilung des Gewichts auf eine größere Fläche reduziert eine anpassungsfähige tragbare Batterie lokale Ermüdungserscheinungen und druckbedingte Verletzungen, die bei herkömmlichen Akkus auftreten können.
Die Integration in Körperschutz ist ein wesentlicher Aspekt bei der Konstruktion, um sicherzustellen, dass die Batterie mit ballistischen Platten und Trinksystemen koexistieren kann, ohne die Schutzfunktion zu beeinträchtigen. Diese Überlegungen gelten sowohl für kleinere Pouch-Formfaktoren als auch für größere tragbare Akkupacks, die oft so konstruiert sind, dass sie in einen Magazinhalter passen.
Obwohl oft als tragbare, flexible Batterie beschrieben, handelt es sich bei den meisten Designs um halbstarre Systeme mit sorgfältig kontrollierten Biegeradien. Übermäßige Flexibilität kann den Schutz der Zellen im Inneren und die elektrischen Verbindungen beeinträchtigen. Die Entwickler schaffen einen Ausgleich zwischen begrenzter Flexibilität und mechanischer Robustheit, um sicherzustellen, dass die Batterie Bewegungen, Stößen und wiederholtem Biegen standhält, ohne dass es zu inneren Schäden kommt.
Bei CWBs stehen dünne, flache Bauformen im Vordergrund. Durch die Verteilung der Zellen über eine große Oberfläche wird die Gesamtdicke minimiert. Aus systemtechnischer Sicht sind diese Einheiten hinsichtlich der SWaP-Anforderungen (Größe, Gewicht und Leistung) optimiert. Verbesserungen bei der Gewichtsverteilung und der wahrgenommenen Schwere bieten oft einen größeren betrieblichen Nutzen als eine absolute Reduzierung der Masse.
Die meisten konformen tragbaren Batterien basieren aufgrund ihrer ausgereiften Technologie und Energiedichte auf Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Chemien. Lithium-Polymer-Pouch-Zellen eignen sich besonders gut für konforme Designs und ermöglichen flache Geometrien, die in segmentierten Anordnungen angeordnet werden können. CWBs verwenden in der Regel entweder großflächige Pouch-Zellen oder Anordnungen kleinerer segmentierter Zellen. Die Segmentierung verbessert die Fehlertoleranz, indem sie die Auswirkungen eines Ausfalls einer einzelnen Zelle begrenzt, während eine robuste Kapselung vor Feuchtigkeit, Schweiß, Staub und mechanischem Abrieb schützt.
Wärmeentwicklung ist bei Wearable-Stromversorgungssystemen mit hoher Auslastung unvermeidbar. Eine Wearable-Batterie setzt in erster Linie auf passive Wärmeableitung, wobei die Wärme über eine größere Oberfläche verteilt wird, um Hotspots zu vermeiden. Der direkte Hautkontakt wird durch Isolierschichten und thermische Barrieren geregelt, um das Verbrennungsrisiko bei Dauerbetrieb zu verringern.
Darüber hinaus verfügen CWBs über mehrschichtige elektrische Schutzvorrichtungen, darunter Kurzschluss-, Überstrom- und Überspannungsschutz. Mechanisch sind sie so ausgelegt, dass sie Quetschungen, Durchstichen und stumpfen Stößen standhalten. Zwar kann keine wiederaufladbare tragbare Batterie vollständig ballistiksicher sein, doch sind sie so konstruiert, dass sie auf kontrollierte Weise ausfallen, um eine katastrophale Energiefreisetzung zu vermeiden. Der Schutz des Trägers hat stets Vorrang vor der Erhaltung der Energiekapazität.
Die Versorgung einer anpassungsfähigen tragbaren Batterie erfordert eine vielseitige Ladeinfrastruktur, die innerhalb von Fahrzeugstromnetzen und vorgeschobenen Einsatzbasen betrieben werden kann. Moderne Batterieladesysteme für tragbare Geräte legen den Schwerpunkt auf Interoperabilität und ermöglichen so eine schnelle Aufladung aus unterschiedlichen Energiequellen während der Fahrt. Fortschrittliche Batteriemanagementsysteme (BMS) erleichtern dies, indem sie den Zustand und die Nutzungshistorie erfassen und so sicherstellen, dass jede tragbare wiederaufladbare Batterie in einer Einheit vor dem Einsatz im Hinblick auf vorausschauende Wartung und Zuverlässigkeit überwacht wird.
Entwicklungen der nächsten Generation konzentrieren sich auf Festkörperelektrolyte, die das Potenzial für anpassungsfähige tragbare Batterien bieten, die grundsätzlich sicherer sind und eine höhere Energiedichte aufweisen. Durch den Ersatz flüssiger Komponenten durch feste wird der resultierende Soldaten-Batteriepack praktisch immun gegen ballistische Splitter oder Hochgeschwindigkeitsaufpralle. Darüber hinaus verwandelt die Integration von kinetischer oder solarer Energiegewinnung den CWB von einem statischen Speichergerät in eine aktive, datenfähige Komponente eines vernetzten Soldaten-Ökosystems, das in der Lage ist, die Energieverteilung in Echtzeit auf der Grundlage der Missionsanforderungen zu optimieren.
Suche nach Unternehmen & Produkten
Abonnieren Sie den wöchentlichen eBrief
Die neuesten technischen Entwicklungen direkt in deinen Posteingang - schließe dich Tausenden von Ingenieurinnen und Ingenieuren an, die diesen Newsletter erhalten.
