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Akku-Technik Teil 10 – Dimensionierung Lithium-Akkupaket

Wer ein Akkupaket baut muss zuerst wissen welchen Verbraucher er anschließt um eine Dimensionierung erstellen zu können. Als Faustregel gilt, der Dauerstrom sollte unter 1C liegen und natürlich sollte das Paket die richtige Spannung liefern. So schont man die Zellen und die Spannung bleibt über einen längeren Entladezeitraum stabil. Also ist die richtige Dimensionierung eine der wichtigsten Faktoren um ein Akkupaket über viele Jahre zu nutzen.

Die Spannung stellt man durch serielles Schalten der Zellen her. Also zum Beispiel 24V mit 7S (7 Zellen seriell) den notwendigen Strom erreicht man durch paralleles Schalten der Zellen. Hat eine Zelle 2500mAh so ist 1C eben 2,5A und daraus folgt, dass bei Parallelschaltung von 10 Zellen ein Dauerstrom von 25A fließen könnte. Um so geringer die Belastung der Zelle ist um so flacher ist der Spannungseinbruch beim Entladen. Auch hat die Zelle mehr Kapazität und eine längere Lebensdauer.

Die Restkapazität (SOC) sollte beim Laden nicht unter 20% liegen, das schont den Akku. Nun gut aber wie steuert man das? Hier wird ein BMS verwendet. Hersteller können das BMS (PCB) genau auf die Anforderung der Anwendung anpassen. Empfehlenswert ist hier eine Entladeschlußspannung zwischen 2,75-3V. Hat der Akku diese Zellen-Spannung erreicht schaltet das BMS den Verbraucher ab. Bei Tiefentladung besteht Brand oder Explosionsgefahr!

Die Konfiguration für das Ladegerät ist eigentlich genauso einfach. Geladen sollte standardmäßig mit ca. 0,5C werden. Oft ist das aber aus Kostengrünen nicht machbar, denn Ladegeräte mit hohen Strömen werden empfindlich teuer. Also nimmt man eine längere Ladezeit in Kauf. Wenn die Ladezeit nicht relevant ist, spricht auch nichts dagegen. Im Gegenteil um so sanfter geladen wird desto besser für die Zelle. Liegt eine Zelle permanent an der Ladespannung (Backupsysteme) sollte die Ladespannung nicht mit 4,2V bemessen sein. Hier wird üblicherweise eine Ladespannung mit ca. 3,9V angewendet. Richtige Ladevorgänge sind sehr wichtig, hier wird die Lebensdauer der Zelle stark beeinflusst. Achten muss man auch, dass beim Laden die Temperatur nicht über 40°C ansteigt, also eventuell kühlen (Lüfter). Ein Laden mit falscher Spannung kann die Zelle zerstören und die Gefahr  eines Brandes oder einer Explosion der Zelle steigt!

Achtung, die Chemie in der Zelle ist giftig!

Gerne helfe ich beim Planen eines Akkupaketes, beim Kauf in meinem Shop!