Handleiding Lithiumaccu
7.2. Celbalancering
The accu bestaat uit lithiumcellen die in serie zijn geschakeld. De 12,8 V accu heeft 4 cellen in serie en de 25,6 V accu. heeft 8
cellen in serie.
Hoewel zorgvuldig geselecteerd tijdens het productieproces, zijn de cellen in de accu niet 100 % identiek. Daarom zullen
sommige cellen, tijdens de cycli, eerder opladen of ontladen dan de andere cellen. De verschillen zullen in de loop van de tijd
toenemen als de cellen niet regelmatig worden gebalanceerd,
Hetzelfde gebeurt in een loodzuuraccu, maar daar corrigeren de cellen zichzelf zonder de noodzaak van
celbalanceringselektronica, omdat er een kleine stroom blijft lopen, zelfs nadat een of meer cellen volledig zijn opgeladen. Deze
stroom helpt om de andere cellen die achterblijven volledig op te laden, waardoor de laadtoestand van alle cellen gelijk wordt. De
stroom door een lithiumcel is echter, wanneer deze volledig is opgeladen, bijna nul, en achterblijvende cellen worden niet verder
opgeladen.
Cellen zullen niet beschadigd raken als ze verschillende balansniveaus hebben, maar de onbalans zal zich manifesteren in een
(tijdelijk) verminderde accucapaciteit.
Om ervoor te zorgen dat alle cellen in balans zijn, is de accu uitgerust met een ingebouwde "actieve" celbalancering. Elk
celvoltage wordt bewaakt en indien nodig wordt energie verplaatst van de cel(len) met het hoogste voltage naar de cellen met
een lager voltage. Dit proces gaat door totdat alle celvoltages binnen 0,01 V van elkaar liggen.
Het laadvoltage waarbij celbalancering begint, is afhankelijk van de mate van onbalans. In het geval van een significante
celonbalans, zal het balanceringsproces starten zodra de eerste cel 3,3 V heeft bereikt.
Celbalanceren vindt plaats aan het eind van de bulklaadfase en zal doorgaan tijdens de absorptielaadfase.
Lithiumchemie heeft een vlakke voltagecurve. Dit betekent dat de celvoltages op zijn minst 3,50 V of hoger moeten zijn om de
kleinere verschillen tussen cellen te kunnen corrigeren. Het absorptievoltage (14,2 V of 28,4 V) is hiervoor hoog genoeg,
aangezien het een celvoltage van 3,55 V voor elke cel mogelijk maakt wanneer de accu volledig in balans is. Voor lithiumaccu's
wordt een vaste absorptieperiode van 2 uur aanbevolen, zodat er voldoende tijd is om alle celvoltages te egaliseren.
Het is belangrijk om de accu regelmatig volledig op te laden (eens per maand). Als het systeem intensief wordt gebruikt en een
dagelijkse (of enkele keren per week) laad- / ontlaadcyclus heeft of als het systeem diep ontladen is, is er meer absorptie- /
celbalanceringstijd per maand nodig.
Houd er rekening mee dat een hoger laadvoltage het celbalanceringsproces niet versnelt. De cellen worden opgeladen door
stroom en niet door spanning. Door stroom in een cel te voeren, zal de spanning in de loop van de tijd toenemen, maar dit is een
vast proces en het voorzien van een hoger voltage zal dit proces niet versnellen. Daarnaast wordt de balanceringssnelheid
bepaald door de maximale stroom (1,8 A) van de actieve en passieve balanceringsschakelingen.
Er zijn enkele toepassingen waarbij de accucellen sneller ongebalanceerd raken dan normaal. In deze gevallen moet de accu
wekelijkse volledige opgeladen worden:
• Systemen met seriegeschakelde accu's
• Systemen met hoge ontladingsstromen
• Systemen met korte laadperioden of lage laadspanningen
7.3. Ontladen:
Bijna de volledige beschikbare accucapaciteit kan worden gebruikt, met uitzondering van de geschatte laatste 3 % van de
resterende capaciteit. Lithiumaccu's worden permanent beschadigd als ze te veel worden ontladen.
Lithiumaccu's kunnen met hoge stromen worden ontladen. De maximale ontlading van de lithiumaccu is 2 C. Voor een 100 Ah-
accu betekent dit een 200 A-ontlaadstroom. Hierdoor wordt de accu binnen een half uur ontladen. We raden echter aan om niet
te ontladen boven een 1 C-waarde. Een 1 C-snelheid betekent dat de accu binnen 1 uur is ontladen. Voor een 100 Ah-accu is dit
een ontlaadstroom van 100 A.
Wanneer een hogere ontlaadsnelheid wordt gebruikt, produceert de accu meer warmte dan wanneer een lage ontlaadsnelheid
wordt gebruikt. Er is meer ventilatieruimte nodig rond de accu's en afhankelijk van de installatie is hete luchtafzuiging of
geforceerde luchtkoeling mogelijk nodig. Ook kunnen sommige cellen de laagspanningsdrempel sneller bereiken dan de andere
cellen. Dit kan te wijten zijn aan een combinatie van warmte en veroudering.
Om te kunnen zien of een accu te diep ontladen is, moet u kijken naar de individuele celspanningen. Terwijl de accu wordt
ontladen, daalt de celspanning. Dit wordt aangegeven in onderstaande ontladingsgrafiek. Wanneer de accu bijna leeg is, zal de
spanning sneller dalen. Dit is het teken dat de accu bijna leeg is. Dit gebeurt bij een celspanning van ongeveer 2,80 V tot 2,60 V.
Verdere ontlading moet worden voorkomen, anders raakt de accu beschadigd. Dus zodra een van de cellen deze
spanningswaarde bereikt zal het BMS alle DC-belastingen uitschakelen.
De onderspanningsuitschakeldrempel is configureerbaar, als deze op een hogere spanning is ingesteld, is de reservecapaciteit
groter dan wanneer deze op een lagere spanning is ingesteld. Het is standaard ingesteld op 2,8 V en het bereik ligt tussen de 2,6
V en 2,8 V.
Pagina 26
Opladen en ontladen van de accu