Batteri og elektrisk lader

Batteri og lader: Sørg for å vite hva du kjøper før du bestiller

Et feilvalgt batteri eller en lader som ikke er kompatibel med kjemien i cellene dine, kan redusere levetiden til batteriparken din til under en tredjedel av det den burde være. Det er ikke et spørsmål om merke eller pris, det er et spørsmål om teknisk kompatibilitet. Et LiFePO4-batteri som lades med en standard AGM-lader, vil systematisk bli overladet til over 3,65 V per celle, noe som forringer elektrodene for hver syklus. Her er det du trenger å vite for å kjøpe riktig.

De fire batterikjemiene og deres faktiske sykluser

Batterimarkedet er basert på fire store familier, og levetiden deres varierer radikalt avhengig av bruksforholdene.

LiFePO4 (litiumjernfosfat) er den mest termisk stabile teknologien. Den tåler ladetemperaturer opp til 55 °C uten akselerert nedbrytning, leverer mellom 2 000 og 6 000 sykluser avhengig av utladningshastigheten, og utgjør ingen risiko for termisk runaway som NMC-kjemiene. Dens energitetthet er lavere, ca. 90 til 130 Wh/kg, men for en fast installasjon (bobil, båt, solenergilagring) er det nesten alltid det beste valget over en tiårsperiode.

NMC (nikkel-mangan-kobolt) har en høyere energitetthet, mellom 150 og 220 Wh/kg, noe som forklarer hvorfor det brukes i elektriske kjøretøy der hvert kilo teller. På den annen side gjør de 500 til 1 500 reelle syklusene ved 80 % utladningsdybde den mindre relevant for applikasjoner med daglig lading og utlading.

AGM- og gelbatterier (absorbert blysyre) er fortsatt relevante for stramme budsjetter eller miljøer der ekstrem kulde er en begrensning. De tåler temperaturer ned til -20 °C uten å miste startkapasiteten, mens et litiumbatteri mister 20 til 40 % av sin tilgjengelige effekt under 0 °C.

NiMH finnes fortsatt i bærbart verktøy og enkelte eldre hybridbiler, men er marginalt i nye installasjoner.

Velge batterilader: spenning, strømstyrke og kjemisk kompatibilitet

En lader velges ut fra tre ufravikelige parametere: batterikjemien, den nominelle spenningen i batteriparken og den akseptable ladestrømmen.

Ladehastigheten, uttrykt i C, bestemmer hvor raskt batteriet lades. En 20 A-lader på et 100 Ah-batteri arbeider ved 0,2C, noe som tilsvarer en full lading på omtrent fem timer under ideelle forhold. Lading ved 1C (100 A på 100 Ah) er teknisk mulig på enkelte høytytende LiFePO4-batterier, men reduserer levetiden med 30 til 40 % over tid. For daglig bruk er 0,2C til 0,5C et rimelig område.

CCCV-ladere (konstant strøm, deretter konstant spenning) er standarden for alle litiumbatterier. CC-fasen tilfører det meste av energien, mens CV-fasen lar cellene balansere seg ordentlig mot slutten av ladingen. En lader som ikke håndterer denne overgangen riktig, opprettholder en for høy spenning og forringer det interne BMS-systemet.

• 12 V LiFePO4-batterier: sluttladningsspenning 14,4 til 14,6 V avhengig av produsent, aldri høyere
• Li-ion NMC 12V-batterier: sluttladningsspenning 16,8 V for et 4S-batteripakke
• 12 V AGM-batterier: bulk-ladespenning 14,4 til 14,7 V, flyt-ladespenning 13,5 til 13,8 V
• 12 V gelbatterier: ladespenning begrenset til 14,1 V, følsomme for overlading

MPPT-ladere (Maximum Power Point Tracking) er beregnet på solcelleanlegg. I motsetning til en enkel PWM-regulator henter en MPPT ut opptil 30 % ekstra energi fra panelet ved å modulere inngangsspenningen i henhold til den tilgjengelige solinnstrålingen. På et 200 Wp-anlegg med et 100 Ah-batteri utgjør forskjellen mellom en 20 A PWM-regulator og en tilsvarende MPPT 15 til 25 Ah ekstra lading per dag under delvis overskyede forhold.

Beregn den batterikapasiteten du faktisk trenger

Kapasiteten uttrykkes i Wh (watt-timer), ikke bare i Ah. Et 100 Ah-batteripakke på 12 V = 1 200 Wh. Et 100 Ah-batteripakke på 48 V = 4 800 Wh, altså fire ganger mer lagret energi for samme verdi angitt i amperetimer. Dette er den vanligste feilen i sammenligninger mellom lavspennings- og høyspenningssystemer.

For å dimensjonere et energilager, list opp forbruket ditt i watt og hvor lenge det brukes daglig. Et kjøleskap i en bobil bruker i gjennomsnitt 30 til 50 W kontinuerlig, det vil si 720 til 1 200 Wh over 24 timer. Legg til belysning, vannpumpe og USB-ladere. Multipliser med to for å ikke overskride 50 % utladningsdybde på et AGM-batteri, eller med 1,25 for et LiFePO4-batteri (som kan gå ned til 20 % SOC uten skade).

Hva laderen din avslører om batteriets tilstand

En smart lader med visning av faktisk spenning og strøm er et diagnostisk verktøy, ikke bare et ladeverktøy. Hvis et LiFePO4-batteri du lader med 20 A når avbruddsspenningen på under to timer, mens det burde holde i fire til fem timer, har du mistet 50 % av den faktiske kapasiteten. Uten disse dataene kjøper du et nytt batteri uten å vite om problemet skyldes laderen, BMS eller cellene.

Rekondisjoneringsladere for AGM- og åpne blybatterier (med desulfateringsmodus ved hjelp av høyspenningsimpulser, typisk 15,8 til 16,3 V i noen sekunder gjentatte ganger) kan gjenvinne 20 til 40 % av kapasiteten på sulfaterte batterier som har mindre enn 30 % av sin nominelle kapasitet. Dette er ikke en mirakelløsning, men det er ofte lønnsomt før man bytter ut et batteripark i dårlig stand.