Batterij – waarvoor?

Leestijd 5 minuten

Bijgewerkt – 28 november 2023

Welk type batterij voor welk doel? Deze vraag rijst naarmate het aantal batterijtypes toeneemt.

De goede oude Loodzuuraccu als zescellige startaccu voor auto's of motorfietsen. Zwaar, groot, veel onderhoud. Je moest vaker de zuurgraad en het niveau van het 37 procent zwavelzuur controleren, gedestilleerd water bijvullen en ervoor zorgen dat spatten zuur je kleding niet verbrandden.
In tegenstelling tot de veronderstelling dat de loodzuuraccu het zwaarste kaliber zou moeten vertegenwoordigen, weegt hij bij 200 Ah zo'n 45 kg.

Toen kwamen ze Gel-batterijen precies goed. Silica zorgt ervoor dat het zwavelzuur geleren. Geen bijvullen van gedestilleerd water, geen zuurspatten. Ook ideaal voor cyclische belastingen. De perfecte accu, met een lange levensduur van 12 .. 20 jaar (20 °C), 6 .. 10 jaar (30 °C), of 3 .. 5 jaar (40 °C) of in laadcycli: 1.800 bij 30 procent, 750 bij 50 procent en 500 cycli bij 80 procent ontlading,
De gelaccu in 200 Ah-uitvoering weegt ruim 60 kg.

De AGM-batterij (Absorbent Glass Mat) heeft een glasvezelmat verzadigd met zwavelzuur, heeft een zeer lage inwendige weerstand en daardoor een lage zelfontlading. Het heeft een zeer goed koudstartvermogen en heeft de voorkeur voor toepassingen met hoge vermogensvereisten. Noch gel-, noch AGM-accu's houden echter van diepe ontlading. De levensduur bedraagt 7 .. 10 jaar (20 °C), 4 jaar (30 °C) of 2 jaar (40 °C), of in oplaadcycli: 1.500 bij 30 procent, 600 bij 50 procent en 400 cycli bij 80 procent ontlading.
Een 200 Ah AGM-accu weegt een bescheiden 51 kg.

Eindelijk rond Lithiumbatterijen (LiFePo4). het aanbodaanbod. Vergeleken met bovenstaande types besparen ze maar liefst 70 % aan gewicht bij hetzelfde vermogen, bieden ze zo'n vier keer zoveel vermogen bij het starten en zo'n tien keer het aantal mogelijke laadcycli. Een lading van 80 procent geeft je een langere levensduur, maar het voortdurend opladen van % tot 100% belast de batterij en verkort de levensduur ervan. Hij levert op betrouwbare wijze 80 % van zijn capaciteit over een breed temperatuurbereik van 50 °C tot -20 °C. Er is echter minimaal 5 °C nodig om op te laden. Sommige aanbieders bieden daarom accu’s aan met ingebouwde verwarming die voor deze minimumtemperatuur zorgen. De levensduur in oplaadcycli: tot 5.000 bij 50 procent ontlading, 3.000 bij 70 procent ontlading en 2.500 cycli bij 80 procent ontlading.
Een 200 Ah LiFePo4-accu is met ongeveer 14 kg licht van gewicht.

Er moet onderscheid gemaakt worden tussen LiFePo4 accu’s met of zonder inbouw GBS (Batterijbeheersysteem). Het BMS dient als beschermingselement tegen overladen en diepontladen en zorgt bovendien voor een evenwichtige laadtoestand van alle inbegrepen cellen (vier cellen bij 12 V). Als er geen GBS is inbegrepen, moet deze afzonderlijk worden aangeschaft en aangesloten.
Er zijn ook GBS zonder geïntegreerd Balancers (automatische celbalancering) wordt aangeboden. In dit geval moet deze ook afzonderlijk worden besteld en aangesloten.

Over het algemeen: geen enkele batterij houdt van hoge temperaturen. Ze voelt zich het prettigst bij 20 °C.

De laad- en ontlaadkarakteristieken van elk batterijtype worden hieronder in meer detail besproken. Intelligente laders bepalen volautomatisch het juiste accutype en schakelen over naar de juiste laad- en onderhoudsmodus. Laders die handmatig op het juiste accutype kunnen worden geschakeld, moeten dienovereenkomstig worden ingesteld. Opladers die alleen een bepaald type kunnen opladen, moeten bij verandering van batterijtype worden vervangen door een geschikt apparaat.

Terminologie

Bij de acculaadtechniek wordt onderscheid gemaakt tussen maximaal vier verschillende fases van het laadproces. Opladers hebben fundamenteel identieke procedures en kunnen mogelijk zelfs herkennen welk type batterij is aangesloten. Een adaptief Bij het opladen houdt de besturing ook rekening met het actuele stroomverbruik.

Bulk

Bulk verwijst naar het opladen met constante stroom totdat de absorptiespanning van de batterij is bereikt.

absorptie

absorptie is de voortzetting van het laadproces met afnemende stroom maar constante (absorptie)spanning over een periode van maximaal 4 uur.

vlot

vlot is een lading die 24 uur duurt bij een afnemende spanning tot 14 V, gevolgd door een absorptiefase van een uur.

Opslag

Opslag volgt de absorptiefase van één uur en houdt de spanning maximaal een week op 14 V.

Loodzuuraccu

Allereerst moet onderscheid worden gemaakt of de loodzuuraccu cyclisch wordt gebruikt, zoals in voertuigen, of, zoals bij een noodstroomvoorziening, in stand-by draait en voortdurend wordt opgeladen om de zelfontlading te compenseren.

Het laadproces voor cyclisch gebruikte loodzuuraccu’s is verdeeld in drie secties:

• Opladen met constante stroom tot 16 uur bij 2,45..2,5 V per cel
• Opladen met constante spanning van 2,3 .. 2,35 V en continu afnemende stroom gedurende maximaal 8 uur
• Druppelladen met 2,275 V per cel en tevens afnemende stroom

De uiteindelijke ontladingsspanning, gelijk aan diepe ontlading, is 1,8 V per cel, d.w.z. 1,8 x 6 = 10,8 V. Als deze spanning onderschrijdt, kan de accu permanent beschadigd raken en onbruikbaar worden.

Gel-zuur batterij

De laadprocedure is identiek aan die hierboven, maar de laadspanningen zijn verschillend.

2,35 .. 2,4 V, voor een 12 V-accu overeenkomend met 14,1 .. 14,4 V vertegenwoordigen de waarden voor de onderhouds- en eindelaadspanning.

Terwijl een loodzuuraccu het overschrijden van de laadspanning goed verdraagt, nemen gelaccu's dit zeer serieus en stoppen ze snel met werken.

AGM-batterij

AGM-accu's gedragen zich als gelaccu's wat betreft het laad-/ontlaadproces en de spanningswaarden, maar ook wanneer de laadeindespanning wordt overschreden.

Lithium / LiFePo4-batterij

Lithium / LifePo4-batterijen bij 12 V bestaan uit vier cellen in plaats van zes. De celspanning bedraagt dus 3,2 V, de eindontladingsspanning 2,8 V en de laadspanning 3,5 .. 3,6 V, idealiter 3,55 V.

In batterijnetwerken mogen alleen identieke batterijen met identieke capaciteiten met elkaar worden verbonden.

GBS

Als BMS zal dat wel zo zijn Batterie Mbeheer Ssysteem toegewezen. Het dient ter bescherming tegen diepe ontlading, zoals overladen, overspanning, kortsluiting of oplaadpogingen bij temperaturen onder 0°C.

BMS bevatten een ingebouwde of koppelbare Bluetooth-eenheid waarmee verbinding kan worden gemaakt met de bijbehorende app op een mobiele telefoon of tablet en alle relevante meetgegevens kunnen worden weergegeven en soms ook geconfigureerd.

De weergave moet echter met enige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd, omdat de weergegeven capaciteitsgegevens berekende en geen gemeten waarden zijn. Omdat de spanningscurve van een LiFePo4-batterij bijna lineair is tussen 25 en 95% en slechts een spanningsverschil heeft van ongeveer 0,05 V over dit verschil in laadtoestand van 70%.

Het BMS onttrekt voortdurend een kleine hoeveelheid stroom aan de accu, waardoor het risico bestaat dat de accu na verloop van tijd leeg raakt. Daarom wordt aanbevolen om de batterij, wanneer deze niet wordt gebruikt, uiterlijk na zes maanden opslag volledig op te laden.

Oplader laadt niet op

Als het BMS vanwege onderspanning is uitgeschakeld, kan de laadfunctie via een aangesloten lader ook worden gedeactiveerd, omdat sommige laders een minimale spanning nodig hebben om in de laadmodus te gaan.
De eenvoudigste manier om de laadmogelijkheid weer te activeren is door een spanning van meer dan 14 V aan te leggen, bijvoorbeeld via de dynamo. Dus: start de motor, de dynamo levert ongeveer 14,5 V en deactiveert daarmee de BMS-uitschakeling. De motor kan vervolgens weer worden uitgeschakeld en de aangesloten lader laadt gewoon verder.

Balancers

Batterijen bestaan uit meerdere individuele cellen. Deze zijn in serie geschakeld en vormen samen de nominale accuspanning. Je zou aannemen dat alle cellen gelijkmatig worden geladen en ontladen. Omdat dit niet het geval is, zou u periodiek alle batterijcellen parallel moeten schakelen, een tijdje moeten wachten totdat de celspanningen gelijk zijn geworden en vervolgens de seriële verbinding opnieuw moeten opbouwen.

Een actieve balancer kan dit proces automatisch uitvoeren, maar zonder de cellen van seriële naar parallelle verbinding over te zetten.
De balancer wordt aangesloten op elke plus- en minpool van de afzonderlijke cellen van een accu, meet de betreffende celspanning en besluit vervolgens automatisch de energie van een vollere cel naar een zwakkere cel te verschuiven.

Een balancer vult het GBS aan met deze balanceerfunctie, maar vervangt deze niet!