Batteri - til hvilket formål?

Lesetid 5 minutter

Oppdatert - 28. november 2023

Hvilken type batteri til hvilket formål? Dette spørsmålet melder seg i takt med det økende antallet batterityper.

Den gode gamle Blysyrebatteri som et sekscellet startbatteri for bil eller motorsykkel. Tungt, stort og vedlikeholdskrevende. Du måtte ofte sjekke surhetsgraden og nivået på den 37 prosent svovelsyren, fylle på med destillert vann og passe på at syresprut ikke satte flekker på klærne.
I motsetning til hva man skulle tro var blybatteriet det tyngste kaliberet, veier det med sine 200 Ah bare rundt 45 kg.

Så kom Gelbatterier akkurat riktig. Kiselsyre får svovelsyren til å gelere. Ingen etterfylling med destillert vann, ingen syresprut. Også ideelt egnet for sykliske belastninger. Det perfekte batteriet, med en lang levetid på 12 ... 20 år (20 °C), 6 ... 10 år (30 °C), eller 3 ... 5 år (40 °C) eller i ladesykluser: 1 800 ved 30 prosent, 750 ved 50 prosent og 500 sykluser ved 80 prosent utladning,
Gelbatteriet i 200 Ah-versjon veier hele 60 kg.

Den AGM-batteri (Absorbent Glass Mat) har en glassfibermatte som er mettet med svovelsyre, har svært lav indre motstand og dermed lav selvutlading. De har svært gode kaldstartsegenskaper og er å foretrekke for bruksområder med høye strømkrav. Men verken gel- eller AGM-batterier liker dyputlading. Levetiden er 7 ... 10 år (20 °C), 4 år (30 °C) eller 2 år (40 °C), eller i ladesykluser: 1 500 ved 30 prosent utladning, 600 ved 50 prosent utladning og 400 sykluser ved 80 prosent utladning.
Et 200 Ah AGM-batteri veier mer moderate 51 kg.

Til slutt avrunder vi Litiumbatterier (LiFePo4) kompletterer produktutvalget. Sammenlignet med de tidligere typene sparer de hele 70 % i vekt med samme kapasitet, tilbyr rundt fire ganger så mye strøm under startprosessen og rundt ti ganger så mange mulige ladesykluser. En 80 prosent lading belønnes med lengre levetid, mens en permanent lading til 100 % belaster batteriet og forkorter levetiden. Batteriet leverer pålitelig 80 % av kapasiteten over et bredt temperaturområde fra 50 °C ned til -20 °C. Det krever imidlertid minst 5 °C for lading. Noen leverandører tilbyr derfor batterier med en innebygd varmer som garanterer denne minimumstemperaturen. Levetiden i ladesykluser: opptil 5 000 ved 50 prosent utladning, 3 000 ved 70 prosent utladning og 2 500 sykluser ved 80 prosent utladning.
Med en vekt på rundt 14 kg er et 200 Ah LiFePo4-batteri praktisk talt en lettvekter.

Det skilles mellom LiFePo4-batterier med eller uten innebygd BMS (Battery Management System). BMS fungerer som et beskyttende element mot overlading og dyputlading, og sørger også for en balansert ladetilstand for alle cellene i batteriet (fire celler for 12 V). Hvis et BMS ikke er inkludert, må det kjøpes og kobles til separat.
BMS uten integrert Balanser (automatisk celleutjevning) tilbys. I så fall må dette også bestilles og kobles til separat.

Generelt: Ingen batterier liker høye temperaturer. De føler seg mest komfortable ved 20 °C.

Lade- og utladningsegenskapene til hver batteritype analyseres nærmere nedenfor. Intelligente ladere finner riktig batteritype helt automatisk og skifter til riktig lade- og vedlikeholdsmodus. Ladere som kan kobles manuelt til riktig batteritype, må stilles inn i henhold til dette. Ladere som bare kan lade en bestemt type, må byttes ut med en egnet enhet når batteritypen endres.

Terminologi

I batteriladeteknologien skiller man mellom opptil fire ulike faser i ladeprosessen. Laderne har i utgangspunktet identiske prosedyrer og kan til og med gjenkjenne hvilken type batteri som er tilkoblet. En tilpasningsdyktig Kontrollen tar også hensyn til strømforbruket i ladeatferden.

Bulk

Bulk refererer til lading med konstant strøm inntil batteriets absorpsjonsspenning er nådd.

Absorpsjon

Absorpsjon er fortsettelsen av ladeprosessen med synkende strømstyrke, men konstant (absorpsjons-)spenning over en periode på opptil 4 timer.

Flyter

Flyter er en ladning som varer i 24 timer med en fallende spenning på opptil 14 V, etterfulgt av en absorpsjonsfase på én time.

Lagring

Lagring følger absorpsjonsfasen på én time og holder spenningen på 14 V i opptil en uke.

Blysyrebatteri

For det første må det skilles mellom om blybatteriet brukes syklisk, som i kjøretøy, eller om det, som i en nødstrømsforsyning, går i standby-modus og lades permanent for å kompensere for selvutladingen.

Ladeprosessen for syklisk brukte blybatterier er delt inn i tre trinn:

• Lades med konstant strøm i opptil 16 timer til 2,45 ... 2,5 V per celle
• Lading med en konstant spenning på 2,3 ... 2,35 V og kontinuerlig avtagende strøm i opptil 8 timer
• Dråpelading med 2,275 V per celle og likeledes fallende strømstyrke

Den endelige utladningsspenningen, som er synonymt med dyputladning, er 1,8 V per celle, dvs. 1,8 x 6 = 10,8 V. Hvis spenningen faller under dette nivået, kan batteriet skades permanent og bli ubrukelig.

Gel-syre-batteri

Ladeprosedyren er identisk med den forrige, men ladespenningene er forskjellige.

2,35 .. 2,4 V, for et 12 V-batteri som tilsvarer 14,1 ... 14,4 V representerer verdiene for vedlikeholds- og ladespenning.

Mens et blybatteri tåler at ladespenningen overskrides, tåler gelbatterier dette svært dårlig og slutter raskt å fungere.

AGM-batteri

AGM-batterier oppfører seg på samme måte som gelbatterier med hensyn til lade-/utladeprosessen og spenningsverdier, samt overskridelse av ladespenningen.

Litium / LiFePo4-batteri

Litium/LifePo4-batterier på 12 V består av fire celler i stedet for seks. Dette betyr at cellespenningen er 3,2 V, den endelige utladespenningen er 2,8 V og ladespenningen er 3,5 ... 3,6 V, ideelt sett 3,55 V.

Bare batterier med identisk design og kapasitet kan kobles sammen i batteripakker.

BMS

BMS er den Battery Management System merket. Den brukes til å beskytte mot dyputladning, for eksempel overladning, overspenning, kortslutning eller ladeforsøk ved temperaturer under 0 °C.

BMS har enten en innebygd eller tilkoblingsbar Bluetooth-enhet, som gjør det mulig å opprette forbindelse til den tilhørende appen på en mobiltelefon eller et nettbrett og vise og i noen tilfeller konfigurere alle relevante måledata.

Visningen bør imidlertid tolkes med en viss "forsiktighet", ettersom kapasitetsdataene som vises, er beregnede og ikke målte verdier. Spenningskurven til et LiFePo4-batteri er nesten lineær mellom 25 og 95% og viser bare en spenningsforskjell på ca. 0,05 V over denne forskjellen på 70% ladetilstand.

BMS trekker kontinuerlig en lav strømstyrke fra batteriet, og det er derfor en risiko for at batteriet lades ut på lang sikt. Det anbefales derfor at batteriet lades helt opp senest etter seks måneders lagring når det ikke er i bruk.

Laderen lader ikke

Hvis BMS har slått seg av på grunn av underspenning, kan dette også deaktivere ladefunksjonen via en tilkoblet lader, ettersom noen ladere krever en minimumsspenning for å gå inn i lademodus.
Den enkleste måten å reaktivere ladealternativet på er å tilføre en spenning som er større enn 14 V, f.eks. via dynamoen. Altså: Start motoren, dynamoen leverer ca. 14,5 V og deaktiverer dermed BMS-utkoblingen. Deretter kan motoren slås av igjen, og den tilkoblede laderen fortsetter å lade som vanlig.

Balanser

Batterier består av flere individuelle celler. Disse er koblet i serie og utgjør til sammen den nominelle batterispenningen. Man skulle tro at alle cellene lades og utlades likt. Siden dette ikke er tilfelle, må man med jevne mellomrom parallellkoble alle battericellene, vente en stund til cellespenningene har utjevnet seg, og deretter rekonstruere seriekoblingen.

En aktiv balanser kan utføre denne prosessen automatisk, men uten å overføre cellene fra seriell til parallell tilkobling.
Balansereren kobles til hver av pluss- og minuspolene til de enkelte cellene i et batteri, måler den respektive cellespenningen og bestemmer seg deretter automatisk for å flytte energi fra en fullere celle til en svakere.

En balancer supplerer derfor BMS med denne utjevningsfunksjonen, men erstatter den ikke!