Zusammenhang zwischen Ladung und Temperatur der LFP-Batterie

26 Aug 2021

Beim Laden und Entladen von Akkus können Überstrom, Überspannung und Überhitzung auftreten. Der Ladevorgang von Lithium-Ionen-Akkus besteht aus zwei Phasen: Konstantstrom- und Konstantspannungsladung. In der Konstantstromphase wird der Ladestrom so lange an den Akku angelegt, bis die maximale Spannung pro Zelle erreicht ist. Lithium-Ionen-Akkus vertragen keine höhere Ladespannung als die spezifizierte, typischerweise 4,2 V, ohne beschädigt zu werden. Anschließend beginnt die Konstantspannungsphase, sobald der Ladestrom auf wenige Prozent des Konstantstroms sinkt.

Während dieser Zeit wird die maximale Zellspannung an die Batterie angelegt. Bei Mehrzellen-Akkus erfolgt zwischen der Konstantstrom- und der Konstantspannungsphase eine Ausgleichsphase, um eine gleichmäßige Ladung der Zellen zu gewährleisten. Bei solchen Akkus entspricht die in der Konstantspannungsphase angelegte Spannung dem Produkt aus der Anzahl der Zellen und der maximalen Spannung pro Zelle.

LFP-Batteriezellen dürfen niemals unter ihre spezifizierte Mindestspannung entladen werden. Sobald die Spannung auf diesen Wert sinkt, kann das Batteriemanagementsystem den Stromfluss unterbrechen. Diese Vorsichtsmaßnahme gewährleistet, dass die Batterie mit einem herkömmlichen Ladegerät sicher aufgeladen werden kann und schützt sie vor Kurzschlüssen, die ihre Integrität ernsthaft gefährden. Bei einem leichten Kurzschluss entsteht nur wenig Wärme, und die Batterie entlädt sich lediglich schneller. Schwerere Kurzschlüsse können jedoch zu Überhitzung und den damit verbundenen Gefahren führen. In einem Mehrzellen-Akku können die Zellen neben der kurzgeschlossenen Zelle überhitzen oder ausfallen.

UL 2054 Prüfungen und Anforderungen an Akkupacks

Elektrische Prüfungen	Anforderungen
Kurzschlussprüfung	Keine Explosion, kein Feuer, Temperatur < 150 °C
Test auf abnormale Ladung	Keine Explosion, kein Feuer
Missbrauchstest	Keine Explosion, kein Feuer
Zwangsentladungstest	Keine Explosion, kein Feuer
Test der begrenzten Stromquelle	Keine Explosion, kein Feuer
Temperaturtest der Batteriekomponenten	Temperatur innerhalb der Spezifikation
Oberflächentemperaturtest des Akkus	Temperatur innerhalb der Spezifikation
Anforderungen an Umweltprüfungen	Anforderungen
Heiztest	Keine Explosion, kein Feuer
Temperaturwechseltest	Keine Explosion, kein Feuer, keine Entlüftung, kein Auslaufen
Anforderungen an die mechanische Prüfung	Anforderungen
Zerquetschen	Keine Explosion, keine Entzündung
Auswirkungen	Keine Explosion, keine Entzündung
Schock	Keine Explosion, kein Feuer, keine Entlüftung, kein Auslaufen
Vibration	Keine Explosion, kein Feuer, keine Entlüftung, kein Auslaufen
Anforderungen an die Batteriegehäuseprüfung	Anforderungen
250 Pfund Druck	Keine Explosion, kein Feuer
Schimmelpilz-Stressabbau	Keine Explosion, kein Feuer
Fallaufprall	Keine Explosion, kein Feuer
Anforderungen an den Brandbeanspruchungstest	Anforderungen
Projektil	Keine Explosion, keine Entzündung

Um sicherzustellen, dass LFP-Batterien elektronische Geräte sicher mit Strom versorgen und die gesetzlichen Anforderungen erfüllen, sind verschiedene Sicherheitsvorkehrungen erforderlich. Zu den Schutzmechanismen gehören die Konstruktionsmethode, die Zelldichte und die in die Zelle integrierten Sicherheitsmechanismen. Außerhalb der Zelle befindet sich zusätzliche Elektronik, die vor Überladung, Unterladung und zu hohen Temperaturen schützt. Die Schutzschaltungen des Batteriemanagementsystems (BMS) für Akkupacks bestehen typischerweise aus einer Kombination mehrerer Komponenten, deren Zusammenspiel beim Laden und Entladen des Akkupacks entscheidend ist.

Batteriemanagementsysteme (BMS) mit integrierten Schaltungen (ICs) und Feldeffekttransistoren (FETs) bieten Schutz vor Überspannung und Überstrom. Die Integration moderner Schutzvorrichtungen ist eine optimale Lösung zum Schutz vor Überhitzung für Akkupacks und Batteriezellen. Um einen zuverlässigen Schutz zu gewährleisten, ist die Schutzvorrichtung im EverExceed BMS so montiert, dass sie thermisch mit der Zelle verbunden ist. Typischerweise steht die Schutzvorrichtung des BMS in Kontakt mit der Batteriezelle, um auf Temperaturerhöhungen in der Zelle reagieren zu können.

Um den wachsenden Anforderungen an die Entwicklung von Batteriezellen und Batteriepacks gerecht zu werden, EverExceed EverExceed ist ein führendes Unternehmen in der Branche und treibt Innovationen und den Ausbau seiner technischen Kompetenzen kontinuierlich voran. Batterie EverExceed ist seit Jahrzehnten in der Branche tätig und bietet ein breites Portfolio an Batterieschutzkomponenten für Entwickler, um den Anforderungen immer komplexerer, anspruchsvollerer und kompakterer Akkupacks gerecht zu werden. Dank exzellentem Kundenservice und der Verfügbarkeit von Anwendungstechnikern vor Ort arbeitet EverExceed eng mit Entwicklern zusammen, um die passenden Komponenten auszuwählen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen. Das Unternehmen bietet außerdem hervorragende Ladegeräte wie „…“ an. EverExceed Smart Charger „um neben seiner Zuverlässigkeit auch einen vollständigen Schutz für den Batteriebetrieb zu gewährleisten.“ BMS Die

Während des Zellproduktionsprozesses testet EverExceed jede einzelne Zelle in mehreren Phasen, darunter 72 Stunden Hochtemperatur-Alterung, drei Leerlaufspannungstests, 14 Tage Raumtemperatur-Alterung, Kapazitätstest, Überladung, Tiefentladung, Kurzschlusstest, Extrusionstest, Stichtest, Verbrennungstest, Salzsprühtest usw. Nach Durchlaufen all dieser Tests kann keine Batterie unser Werk mit einem Fehler verlassen, der später Gefahren verursachen könnte.

Wenn Sie also eine Lithiumbatterie benötigen, die nicht nur eine lange Lebensdauer, unterbrechungsfreie Entladeleistung, Schnellladefähigkeit und höhere Energiedichte bietet, sondern Ihnen auch einen sorgenfreien Betrieb und weniger Stress in Bezug auf die Sicherheit ermöglicht, EverExceed Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind die beste Wahl für Sie, denn EverExceed LFP garantiert Ihnen KEIN BRAND, KEINE EXPLOSION!

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