22 Jahre Batterieanpassung
Oct 12, 2023 Seitenansicht：318
Die Eigenschaften der Batteriespannung variieren je nach Batteriechemie und Batterietyp erheblich.
Nennspannung – die durchschnittliche Spannung, bei der die Batterie während des größten Teils des Entladezyklus funktioniert, wird als Nennspannung bezeichnet. Der Wert ist für die Kategorisierung von Batterien normiert. Zu den gängigen Batteriechemien gehören:
Lithium-Ionen-Akku – die Nennspannung liegt bei etwa 3,7 bis 3,8 Volt pro Zelle.
Alkalibatterie – die Nennspannung beträgt 1,5 Volt pro Zelle.
Blei-Säure-Batterie – Nennspannung beträgt 2 Volt pro Zelle. Beispielsweise hat eine 6-Zellen-Batterie 12 Volt und eine 3-Zellen-Blei-Säure-Batterie 6 Volt.
Leerlaufspannung – Die Spannung einer Batterie, wenn keine Last angeschlossen ist, ist die Leerlaufspannung. Es zeigt die maximale Spannung an, wenn kein Strom durch die Batterie fließt. Abhängig von der Batterietemperatur und dem Ladezustand können Abweichungen auftreten. Die Leerlaufspannung einer 3,7-V-Lithium-Ionen-Batterie kann etwa 4,2 Volt betragen.
Abschlussspannung – der Spannungspegel, bei dem eine Batterie als vollständig entladen oder entladen gilt, ist die Abschlussspannung. Die niedrigere Spannungsschwelle sorgt dafür, dass eine schädliche Tiefentladung der Batterie vermieden wird. Bei einem 3,7-V-Lithium-Ionen-Akku ist die Abschlussspannung beispielsweise auf 2,5 V oder 3,0 V eingestellt.
Mittelpunktspannung – der Wert, bei dem die Batterie etwa 50 % der Kapazität hat, ist die Mittelpunktspannung. Dies dient als Referenzpunkt bei der Messung des Ladezustands der Batterie. Bei einem 3,7-V-Lithium-Ionen-Akku kann die mittlere Spannung etwa 3,6 V betragen.
Wie hoch ist die Nennspannung einer Batterie?
Der zur Kategorisierung der Batteriespannung verwendete standardisierte Wert wird als Nennspannung bezeichnet. Sie beschreibt die durchschnittliche Spannung, bei der die Batterie während des Entladezyklus funktioniert. Bei der Nennspannung handelt es sich in der Regel um einen gerundeten Wert, da die tatsächliche Batteriespannung unter anderem abhängig vom Ladezustand und der Batteriechemie variieren kann.
Zu den gängigen Nennspannungen für verschiedene Batteriechemien gehören:
Alkalibatterie – normalerweise beträgt die Nennspannung einer einzelligen Alkalibatterie 1,5 Volt. Alkalibatterien werden in Reihe verwendet, wenn ein Gerät mehrere Zellen benötigt, um höhere Spannungen zu erreichen.
Lithium-Ionen-Akku – bei li-ionen-akkus liegt die Nennspannung bei etwa 3,7 bis 3,8 Volt. Je nach Hersteller und Batteriechemie kann es jedoch zu Abweichungen kommen. Um höhere Spannungen zu erreichen, werden mehrzellige Lithium-Ionen-batterien in reihe eingesetzt.
Blei-Säure-Batterie – bei einer einzelligen Blei-Säure-Batterie beträgt die Nennspannung 2 Volt. Herkömmliche Blei-Säure-Batterien haben oft 12 V. Um die erforderliche Spannung zu erreichen, werden sechs 2-V-Zellen in Reihe geschaltet.
Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH) – normalerweise beträgt die Nennspannung des NiMH-akkus 1,2 Volt. Ebenso wie Alkalibatterien werden auch diese in Reihe verwendet, wenn eine höhere Spannung erforderlich ist.
Obwohl die Nennspannung als Referenzpunkt verwendet wird, kann die tatsächliche Batteriespannung während des Entladezyklus variieren. Die Lastbedingungen und die Temperatur können sich auf die Spannung der Batterie auswirken. Für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb sollten Schutzschaltungen entworfen und eine ordnungsgemäße Spannungsregelung eingerichtet werden.
Wie ermittelt man die Nennspannung einer Batterie?
Bei der Bestimmung der Nennspannung werden die Chemie und der Aufbau der Batterie berücksichtigt. Die Eigenschaften chemischer Reaktionen, die in Batteriezellen ablaufen, bilden eine Grundlage, auf der die Hersteller verschiedenen Batterien eine Nennspannung zuweisen. Zu den Möglichkeiten zur Bestimmung der Batterie-Nennspannung gehören:
Identifizieren Sie die Batteriechemie – die Nennspannungen variieren je nach Batteriechemie. Zu den gängigen Batteriechemien gehören:
Alkalibatterie mit einer Nennspannung von 1,5 Volt pro Zelle.
Lithium-Ionen-Akku mit einer Nennspannung von 3,7 bis 3,8 Volt pro Zelle.
Eine Blei-Säure-Batterie mit einer Nennspannung von 2 Volt pro Zelle.
Nickel-Metallhydrid-Akku mit einer Nennspannung von 1,2 Volt pro Zelle.
Zählen Sie die Zellen – der Hersteller liefert die Spannung für eine einzelne Zelle der Batterie. Bei Batterien mit mehreren in Reihe geschalteten Zellen ergibt die Summe aller Nennspannungen aller Zellen die Nennspannung.
Lesen Sie die Herstellerangaben – das Etikett auf der Batterieverpackung kann Angaben zur Nennspannung enthalten. In den meisten Fällen ist die Nennspannung deutlich angegeben.
Mit einem Multimeter kann die Batteriespannung gemessen werden, wenn ein Multimeter vorhanden ist, das gut genug ist, um die Gleichspannung zu messen. Damit kann auch die Leerlaufspannung gemessen werden, die nahe an der Nennspannung liegt, aber je nach Temperatur und Batterieladezustand leicht variieren kann.
Beachten Sie die Industriestandards. Die Nennspannung für verschiedene Batterietypen wird häufig in Industriestandards und Konventionen angegeben. Die Standards gewährleisten einheitliche Batteriespezifikationen und -kennzeichnung.
Definieren Sie die Leerlaufspannung der Batterie.
Die Batteriespannung, die gemessen wird, wenn keine Last angeschlossen ist und kein Strom über die Anschlüsse fließt, wird als Leerlaufspannung bezeichnet. Die Leerlaufspannung ist die Batteriespannung, wenn kein Gerät oder Stromkreis angeschlossen ist. Die maximale Spannung, die eine Batterie liefert, wenn sie nicht an eine Last angeschlossen oder vollständig geladen ist, wird durch OCV dargestellt.
Dies zeigt den verbleibenden Energiestand oder Ladezustand der Batterie an und ist somit ein entscheidender Parameter.
Vollständig geladener Zustand – wenn der Akku vollständig geladen ist, zeigt er den höchsten OCV an. Bei einer 3,7-V-Lithium-Ionen-Batterie beträgt die OCV etwa 4,2 V.
Ladezustand: Die Leerlaufspannung dient als Referenzpunkt für die Schätzung des Ladezustands der Batterie. Wenn man den OCV einer Batterie bei voller Ladung und während des Entladezyklus vergleicht, kann man abschätzen, wie viel Energie die Batterie noch enthält.
Spannungsschwankungen – der OCV kann aufgrund von Faktoren wie Batteriealter, Chemie und Temperatur variieren. Bei der Interpretation von OCV-Messungen sollten die Faktoren berücksichtigt werden.
Entladekurve – die Spannung sinkt vom OCV während des Entladezyklus auf ein niedrigeres Niveau. Die Lastbedingungen und die Batteriechemie bestimmen den Spannungsabfall.
Sicherheitsaspekt: Es ist wichtig, während des Betriebs auf den OCV der Batterie zu achten. Ein extrem niedriger OCV kann auf eine leere Batterie hinweisen, während ein extrem hoher OCV auf eine Überladung hinweisen kann.
Messung der OCV – dies kann mit einem Multimeter oder Voltmeter erfolgen, wenn keine Last angeschlossen ist oder kein Strom verbraucht wird.
Verwendung beim Batterietest – bei der Beurteilung des Batteriezustands wird OCV beim Batterietest und bei der Diagnose verwendet.
Abschluss
Die Batteriespannung ist ein wichtiger Faktor, der beim Umgang mit Batterien berücksichtigt werden muss. Die Werte der Batteriespannung variieren je nach Batteriechemie, spezifischen Modellen und Herstellern. Es ist wichtig, die Richtlinien und Spezifikationen der Hersteller für die verwendete Batterie zu befolgen. Um die Sicherheit und Langlebigkeit der Batterie zu gewährleisten, sollten sichere Lade- und Entladepraktiken befolgt werden.
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