Sie haben in den Nachrichten wahrscheinlich schon Berichte und Bilder von Stromausfällen, Strombeschränkungen und Stromunterbrechungen aufgrund des steigenden Energiebedarfs gesehen. Vielleicht haben Sie sogar selbst einen dieser Ausfälle erlebt. Stellen Sie sich nun die unvorhergesehenen Folgen vor, wenn lebenswichtige medizinische Geräte plötzlich keinen Strom mehr hätten oder die zentralen Datenserver eines Unternehmens ohne Notstromversorgung ausfallen würden. Die Technologie, die sicherstellt, dass diese lebenswichtigen Ressourcen während eines Stromausfalls betriebsbereit bleiben, ist in hohem Maße auf Hochleistungsbatterietechnologie angewiesen.
Definition von Hochleistungsbatterien
Was also genau ist eine „Hochleistungsbatterie“ und worin besteht der Unterschied zu einer „Deep Cycle“-Batterie?
Hochleistungsbatterien speichern Energie und geben große Mengen gespeicherter Energie in kürzester Zeit wieder ab. Um die besondere Technologie dieser Batterien zu verstehen, muss man zunächst den Zusammenhang zwischen der C-Rate und der Entladekapazität einer Batterie kennen. Weitere Informationen dazu finden Sie unter „ Was ist die C-Rate einer Batterie und warum ist sie wichtig?“.
Die C-Bewertung misst die Strommenge, die eine Batterie beim Laden und Entladen aufnimmt. Daher erfordern Anwendungen mit hoher Entladestromstärke eine Batterie, die eine hohe C-Bewertung liefert, d. h., sie kann innerhalb weniger Minuten konstant eine große Menge Energie abgeben. Dies steht im Gegensatz zu Tiefentladebatterien, die dafür ausgelegt sind, über lange Zeiträume konstant Strom zu liefern.
Stellen Sie sich beispielsweise zwei Fahrzeuge vor: einen präzise abgestimmten Rennwagen, der für kurze Strecken und hohe Geschwindigkeiten ausgelegt ist, und einen Personenkraftwagen für Langstreckenfahrten. Jedes Fahrzeug hat einen anderen Zweck: Das eine ist für eine hohe Leistungsabgabe über kurze Distanzen ausgelegt, das andere für zuverlässige und konstante Geschwindigkeiten bei langen Fahrten. Ebenso werden Hochleistungsbatterien für bestimmte Anwendungen verwendet, die eine große Energieabgabe in kurzer Zeit erfordern. Trotz ihres ähnlichen Aussehens besteht der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Batterietypen in der Art ihrer Montage und der Anzahl der Bleiplatten.
Aufbau von Hochleistungs-Bleibatterien
Jede Bleibatterie enthält Blei (Elektroden) und Schwefelsäure (Elektrolyt). Die Anordnung und Konstruktion der Bleiplatten wirken sich direkt auf die von der Batterie freigesetzte Energiemenge aus. Hochleistungsbatterien haben im Vergleich zu Deep-Cycle-Batterien dünnere Bleiplatten. Dieses Design ermöglicht die Verwendung von mehr Bleiplatten, wodurch die Gesamtoberfläche des aktiven Elektrodenmaterials vergrößert wird. Dies führt zu einer verstärkten chemischen Reaktion mit dem Elektrolyt (Schwefelsäure), sodass die Batterie große Energiemengen so schnell wie nötig an die Anschlüsse abgeben kann.
Hochentladebatterien sind besonders wichtig in Standby-Anwendungen, in denen eine kontinuierliche Stromversorgung während eines Stromausfalls von entscheidender Bedeutung ist. In den Bereichen Sicherheit, Medizin, Industrie, Telekommunikation und Datenverarbeitung werden häufig Hochleistungsbatteriesysteme verwendet, um bei Stromausfällen eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sicherzustellen. Unternehmen verlassen sich auf diese Batterien, um Stromausfälle bei Feuermeldern, Notbeleuchtung, Überwachungskameras, Netzwerkservern, IT-Systemen und Prozesssteuerungssystemen zu verhindern. Versiegelte Blei-Säure-Batterien sind die beste Wahl für Standby-Anwendungen, da sie kostengünstig, wartungsarm und im Float-Modus äußerst zuverlässig sind. Da diese Batterien hauptsächlich zur kurzfristigen Stromversorgung verwendet werden, verbringen sie den größten Teil ihrer Lebensdauer im Float-Modus.
Bei Standby-Anwendungen muss die Batterie in einem Ladezustand gehalten werden und bereit sein, bei Bedarf Strom zu liefern. Um einen konstanten Ladezustand aufrechtzuerhalten, benötigen Bleibatterien eine Erhaltungsladung oder Wartungsladung. Die Batterie erhält in diesem Lademodus eine konstante Spannung, während der anfängliche Ladestrom begrenzt wird. Bei allen Batterien muss der Ladevorgang sorgfältig überwacht werden.
Richtige Ladegewohnheiten und -techniken sind von entscheidender Bedeutung, da sie zum Ausfall der Batterie führen oder ihre Lebensdauer verkürzen können.
Lithium-Hochleistungsbatterien
Lithium-Hochleistungsbatterien werden in Notstromsystemen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) sowie in Verbraucher- und Hochleistungsprodukten immer wichtiger. Diese Batterien sind dafür bekannt, dass sie auch bei Entladung ihre Leistung aufrechterhalten und dabei weniger wiegen als SLA-Batterien. Das macht sie zu einem Muss für mobile Hochleistungsanwendungen.
Lithium-Hochleistungsbatterien bestehen aus Energiezellen, die für kurze Zeiträume hohe Stromlasten liefern. Lithium ist eine leistungsstarke Chemikalie, die unabhängig vom Ladezustand weiterhin Strom bei Bedarf liefert. Beispielsweise können Keheng-Energiezellen selbst beträchtliche Leistung liefern. Das Batteriemanagementsystem (BMS) oder die Schutzplatten können jedoch die freigesetzte Energiemenge begrenzen, da die Schutzkomponenten nur eine bestimmte Strommenge verarbeiten können. Keheng-Lithiumbatterien sind mit Schutzschaltungen ausgestattet, die diese Hochstromsituationen problemlos bewältigen können. Beispielsweise geben einige Modelle deutlich mehr Strom pro Zelle ab als SLA-Batterien und bieten 130 % mehr Leistung mit den zusätzlichen Vorteilen von Lithium, wie z. B. längere Lebensdauer und geringeres Gewicht.
Während viele Hochleistungsanwendungen stationäre Batterien verwenden, erfordern viele leichte, tragbare Stromversorgungslösungen. Lithiumbatterien eignen sich hervorragend für Hochleistungsprodukte wie Flugdrohnen, Roboter, Elektrowerkzeuge, tragbare Kraftwerke und Autostarter.
Watt pro Batterie
Wenn Sie eine Hochleistungsbatterie für Ihren Einsatzzweck auswählen, berücksichtigen Sie unbedingt die erforderliche Entladezeit, die Umgebungstemperatur, die elektrischen Lastanforderungen für Leistung und Energie, die erforderliche Gesamtlebensdauer der Batterie und ob die Batterie stationär oder mobil ist. Hochleistungsbatterien werden normalerweise anhand ihrer Nennleistung in Watt pro Zelle angegeben. Diese Methode gibt die Gesamtleistung an, die die Batterie über einen festgelegten Zeitraum (normalerweise 15 bis 20 Minuten) sicher abgeben kann, und wird wie folgt berechnet:
[(Angelegte Spannung [Volt] x Angelegter Strom [Ampere) / Anzahl der Batterien}]
Ob Sie vorübergehend Strom für Ihr Homeoffice oder unterbrechungsfreie Stromversorgung für kritische Systeme in Ihrer Fabrik benötigen, Hochleistungsbatterien sind ein wesentlicher Bestandteil des modernen Lebens. Wenn Sie das nächste Mal in ein Geschäft, ins Büro oder in eine Klinik gehen, schauen Sie sich die kritischen Geräte um Sie herum genau an und die wichtige Rolle von Hochleistungsbatterien, damit alles reibungslos läuft.
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