Im Bereich der Batterien gibt es Batterien mit und ohne Überwachungsschaltungen. Lithiumbatterien gelten als intelligent, da sie eine Leiterplatte enthalten, die ihre Leistung steuert. Im Gegensatz dazu verfügen herkömmliche versiegelte Bleibatterien nicht über Leiterplattensteuerungen zur Verbesserung der Funktionalität.
Intelligente Lithiumbatterien verfügen über drei grundlegende Steuerungsebenen. Die erste Ebene ist ein einfacher Ausgleich, der die Zellspannung optimiert. Die zweite Ebene umfasst ein Schutzschaltungsmodul (PCM), das die Batterie während des Ladens und Entladens vor hohen/niedrigen Spannungen und Strömen schützt. Die dritte Ebene ist das Batteriemanagementsystem (BMS). Das BMS enthält alle Funktionen der Ausgleichsschaltung und des PCM und fügt Funktionen zur Optimierung der Leistung über die Lebensdauer der Batterie hinzu, z. B. die Überwachung des Ladezustands und des Gesundheitszustands.
Die Keheng Li-Ion Bluetooth-Serie verfügt über ein intelligentes Batteriemanagementsystem (BMS).
Li-Ionen-Ausgleichsschaltung
Bei Akkus mit Balancing-Chip gleicht dieser die Spannung der einzelnen Akkuzellen nur während des Ladevorgangs aus. Der Akku gilt als ausgeglichen, wenn die Spannungen aller Akkuzellen innerhalb eines kleinen Toleranzbereichs liegen.
Es gibt zwei Arten des Batterieausgleichs: aktiven Ausgleich und passiven Ausgleich. Beim aktiven Ausgleich werden die Hochspannungszellen zum Laden der Niederspannungszellen verwendet, wodurch der Spannungsunterschied verringert wird, bis alle Zellen eine ähnliche Spannung aufweisen und vollständig geladen sind. Kaiheng-Lithiumbatterien verwenden alle passiven Ausgleich, d. h., jeder Zelle ist ein Widerstand parallel geschaltet, und der Widerstand wird aktiviert, wenn die Zellspannung den Schwellenwert überschreitet. Dadurch wird der Ladestrom der Hochspannungszellen verringert und die anderen Zellen können aufholen.
Warum ist der Zellenausgleich so wichtig? Bei Lithiumbatterien wird der gesamte Akkupack abgeschaltet, sobald die Zelle mit der niedrigsten Spannung den Entladespannungs-Abschaltpunkt erreicht, was dazu führt, dass ein Teil der Energie in den Zellen nicht genutzt wird. Wenn die Zellen während des Ladevorgangs nicht ausgeglichen werden, wird der Ladevorgang abgebrochen, wenn die Zelle mit der höchsten Spannung den Abschaltpunkt erreicht, was dazu führt, dass einige Zellen nicht vollständig geladen werden.
Was ist der Nachteil? Das kontinuierliche Laden und Entladen einer unausgeglichenen Batterie verringert mit der Zeit ihre Kapazität. Das bedeutet auch, dass manche Batterien nie einen Ladezustand von 100 % erreichen. Eine ausgeglichene Batterie entlädt sich mit der gleichen Geschwindigkeit und schaltet bei der gleichen Spannung ab. Ein ausgeglichener Chip hingegen sorgt für eine perfekte Übereinstimmung beim Laden, wodurch die Batteriekapazität erhalten bleibt und eine vollständige Aufladung ermöglicht wird.
Lithium-Schutzschaltungsmodul
Das Schutzschaltungsmodul besteht aus einer Ausgleichsschaltung und zusätzlichen Komponenten, die die Batterieparameter steuern, indem sie Überladung und Überentladung verhindern. Dies geschieht, indem Strom, Spannung und Temperatur während des Ladens und Entladens überwacht und mit voreingestellten Grenzwerten verglichen werden. Wenn eine Batterie diese Grenzwerte erreicht, wird der Lade- oder Entladevorgang gestoppt, bis die Freigabemethode erfüllt ist.
Nachdem der Schutz eingeleitet wurde, gibt es mehrere Möglichkeiten, das Laden oder Entladen fortzusetzen. Die erste ist zeitbasiert, wobei ein Timer herunterzählt (z. B. 30 Sekunden) und dann den Schutz freigibt. Der Timer kann für jeden Schutz unterschiedlich sein und gilt für eine einzige Schutzstufe.
Die zweite ist wertbasiert und erfordert zum Auslösen einen Wert unterhalb eines Schwellenwerts. So muss die Spannung beispielsweise unter 3.6 Volt pro Zelle liegen, damit der Überladeschutz auslöst. Sobald die Auslösebedingungen erfüllt sind, wird sofort entladen.
In unserem Leitfaden zur Auswahl von Lithiumbatterien für Golfwagen finden Sie detailliertere Informationen.
Lithium-Batterie-Managementsystem
Beim Management von Lithiumbatterien sind verschiedene Kontroll- und Schutzmechanismen zu berücksichtigen. Auf der grundlegendsten Ebene sorgt eine Ausgleichsschaltung dafür, dass alle Zellen der Batterie ausgeglichen sind, um Überladung und Tiefentladung zu verhindern. Dies ist ideal für einfache Anwendungen wie Motorradbatterien.
Das Schutzschaltungsmodul (PCM) bietet erweiterte Sicherheitsfunktionen für komplexere Anforderungen . Es bietet einen einheitlichen Schutz, der bei Erreichen bestimmter Bedingungen, wie z. B. Spannungs- oder Temperaturschwellenwerten, aktiviert wird. Beispielsweise kann der Überladeschutz aktiviert werden, wenn die Batteriespannung länger als 6 Sekunden 3.6 Volt überschreitet. Ebenso kann der Tiefentladeschutz ein Absinken der Batteriespannung unter einen bestimmten Wert erfordern, um zurückgesetzt zu werden.
Das fortschrittlichste System ist das Batteriemanagementsystem (BMS ), das alle PCM-Funktionen umfasst und zusätzlich über mehrere Schutzebenen verfügt. Dies ist entscheidend für Anwendungen mit hohem Strombedarf und hohen Einschaltströmen. Beispielsweise kann die Keheng PSL-SC-1290-Batterie Einschaltströme durch einen abgestuften Schutz bewältigen, der bei unterschiedlichen Stromstärken und -dauern aktiviert wird und so einen Betrieb ohne Beschädigung der Batterie gewährleistet.
Das Batteriemanagementsystem liefert außerdem wertvolle Informationen über den Status der Batterie, wie Ladezustand, Gesundheitszustand und Zyklenzahl. Um auf diese Daten zuzugreifen, müssen Kommunikationsprotokolle verwendet werden. Keheng bietet eine Vielzahl von Lösungen, wie beispielsweise Bluetooth-Konnektivität für die Echtzeitüberwachung über Smartphone-Apps oder kabelgebundene Protokolle für speziellere Anwendungen wie medizinische Geräte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl des richtigen Lithium-Ionen-Batteriemanagementsystems von der Komplexität und den Anforderungen der Anwendung abhängt. Für grundlegende Anforderungen reichen symmetrische Schaltkreise aus. Für einen mäßigen Schutz ist PCM geeignet. Für eine umfassende Überwachung und erweiterten Schutz ist ein BMS die beste Wahl.
Bei Keheng wissen wir, wie wichtig Mehrfachschutz ist, und ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist der Schlüssel dazu. Bei der Auswahl der idealen Lithiumbatterie sind viele Faktoren zu berücksichtigen, und unser Expertenteam ist bereit, Ihnen zu helfen. Um mehr darüber zu erfahren, wie Sie die perfekte Batterie für Ihre spezifischen Anforderungen finden, wenden Sie sich noch heute an unsere Experten.