In de batterijwereld zijn er batterijen met en zonder controlecircuits. Lithium wordt beschouwd als een slimme batterij omdat het een printplaat bevat die de prestaties van de lithiumbatterij regelt. Een standaard gesloten loodzuuraccu daarentegen heeft geen printplaat om de prestaties te optimaliseren.
In een slimme lithiumbatterijEr zijn drie basisniveaus van besturing. Het eerste niveau is eenvoudige balancering, die de spanningen van de cellen optimaliseert. Het tweede niveau is een beveiligingscircuitmodule (PCM) die de cellen beschermt tegen hoge/lage spanningen en stromen tijdens het laden en ontladen. Het derde niveau is een batterijbeheersysteem (BMS). Het BMS beschikt over alle mogelijkheden van het balanceringscircuit en de beveiligingscircuitmodule, maar biedt extra functionaliteit om de prestaties van de accu gedurende de gehele levensduur te optimaliseren (zoals het bewaken van de laadtoestand en de gezondheidstoestand).
LITHIUM BALANCEERCIRCUIT
In een batterij met een balanceerchip balanceert de chip simpelweg de spanningen van de afzonderlijke cellen in de batterij tijdens het opladen. Een batterij wordt als gebalanceerd beschouwd wanneer alle celspanningen binnen een kleine tolerantie van elkaar liggen. Er zijn twee soorten balancering: actief en passief. Actief balanceren vindt plaats door cellen met hoge spanningen te gebruiken om cellen met lagere spanningen op te laden, waardoor het spanningsverschil tussen de cellen wordt verkleind totdat alle cellen vrijwel gelijk zijn en de batterij volledig is opgeladen. Passief balanceren, dat wordt gebruikt op alle Power Sonic lithiumbatterijen, is wanneer elke cel een parallelle weerstand heeft die wordt ingeschakeld wanneer de celspanning boven een drempelwaarde komt. Dit verlaagt de laadstroom in de cellen met een hoge spanning, waardoor de andere cellen de laadstroom kunnen inhalen.
Waarom is celbalancering belangrijk? In lithiumbatterijen schakelt de hele batterij uit zodra de cel met de laagste spanning de ontlaadspanningslimiet bereikt. Dit kan betekenen dat sommige cellen ongebruikte energie hebben. Als de cellen niet gebalanceerd zijn tijdens het laden, wordt het laden onderbroken zodra de cel met de hoogste spanning de ontlaadspanning bereikt, waardoor niet alle cellen volledig opgeladen zijn.
Wat is daar zo erg aan? Het continu opladen en ontladen van een ongebalanceerde accu zal de capaciteit ervan na verloop van tijd verminderen. Dit betekent ook dat sommige cellen volledig opgeladen zullen zijn en andere niet, wat resulteert in een accu die mogelijk nooit 100% laadstatus bereikt.
De theorie is dat gebalanceerde cellen allemaal met dezelfde snelheid ontladen en daarom bij dezelfde spanning afslaan. Dit is niet altijd waar. Een balanceerchip zorgt ervoor dat de batterijcellen tijdens het opladen volledig op elkaar afgestemd zijn om de capaciteit van de batterij te beschermen en volledig opgeladen te worden.
LITHIUM-BESCHERMINGSCIRCUITMODULE
Een beveiligingscircuitmodule bevat een balanceercircuit en extra schakelingen die de parameters van de accu regelen door bescherming te bieden tegen overladen en overontladen. Dit gebeurt door de stroomsterkte, spanningen en temperaturen tijdens het laden en ontladen te bewaken en deze te vergelijken met vooraf bepaalde limieten. Als een van de cellen in de accu een van deze limieten bereikt, wordt het laden of ontladen van de accu stopgezet totdat de ontladingsmethode is bereikt.
Er zijn verschillende manieren om het laden of ontladen weer in te schakelen nadat de beveiliging is geactiveerd. De eerste is tijdgebaseerd, waarbij een timer een korte tijd (bijvoorbeeld 30 seconden) meet en vervolgens de beveiliging vrijgeeft. Deze timer kan per beveiliging verschillen en is een beveiliging op één niveau.
De tweede is gebaseerd op waarden, waarbij de waarde onder een drempelwaarde moet komen om te worden vrijgegeven. De spanningen moeten bijvoorbeeld allemaal onder 3,6 volt per cel komen om de overlaadbeveiliging te activeren. Dit kan direct gebeuren zodra aan de activeringsvoorwaarde is voldaan, maar het kan ook na een vooraf bepaalde tijd gebeuren. De spanningen moeten bijvoorbeeld allemaal onder 3,6 volt per cel komen om te worden beveiligd tegen overladen en moeten 6 seconden onder die limiet blijven voordat de PCM de beveiliging activeert.
De derde is activiteitsgebaseerd, waarbij een actie moet worden ondernomen om de beveiliging te ontgrendelen. Deze actie kan bijvoorbeeld het verwijderen van de belasting of het aanbrengen van een lading zijn. Net als bij de waardegebaseerde beveiliging kan deze ontgrendeling direct of tijdsgebaseerd plaatsvinden. Dit kan betekenen dat de belasting 30 seconden van de accu moet worden verwijderd voordat de beveiliging wordt ontgrendeld. Naast tijd- en waarde- of activiteits- en tijdsgebaseerde ontgrendelingen, is het belangrijk om te weten dat deze ontgrendelingsmethoden in andere combinaties kunnen voorkomen. De ontgrendelingsspanning bij overontlading kan bijvoorbeeld worden geactiveerd zodra de cellen onder de 2,5 volt zijn gedaald, maar er is 10 seconden laden nodig om die spanning te bereiken. Dit type ontgrendeling omvat alle drie de typen ontgrendelingen.
Wij begrijpen dat er veel factoren zijn die meespelen bij het kiezen van de beste lithiumbatterij, en onze experts staan voor u klaar. Heeft u nog vragen over het kiezen van de juiste batterij voor uw toepassing? Neem dan vandaag nog contact op met een van onze specialisten.
Plaatsingstijd: 29-04-2024
