Der Unterschied zwischen Konstantstromladen und Konstantspannungsladen

Zum Laden von Batterien werden verschiedene Methoden verwendet. Konstantstromladen und Konstantspannungsladen sind neben vielen anderen zwei Methoden zum Laden von Batterien. Der Einsatz dieser Methoden ist je nach Einsatzart und Ausstattung durchaus üblich.

In diesem Artikel werden wir detailliert darauf eingehen, wie sich das Laden mit konstantem Strom und das Laden mit konstanter Spannung unterscheiden. Bevor wir auf unterschiedliche Punkte eingehen, werfen wir einen Blick auf die Definition beider Lademethoden.

Konstantstromladung

Beim Laden mit konstantem Strom erhält die Batterie einen konstanten und gleichmäßigen Strom. Der Ladestrom bleibt während des gesamten Ladevorgangs konstant, bis er den vorgegebenen Schwellenwert erreicht.

Der Strom bleibt während des gesamten Ladezyklus konstant.

Diese Methode lädt die Batterie schnell auf, insbesondere am Anfang, wenn die Batteriespannung niedrig ist.

Diese Methode wird häufig für Batterien mit hoher Energiedichte wie lithium-ionen-batterien verwendet, die häufig in Elektrofahrzeugen, Laptops und Smartphones verwendet werden.

Laden mit konstanter Spannung

Konstantspannungsladen bedeutet, dass die Batterie während des gesamten Ladevorgangs mit konstanter Spannung versorgt wird. Die Ladespannung bleibt unverändert, bis sie den vorgegebenen Wert erreicht.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Die Ladespannung bleibt während des gesamten Vorgangs konstant.

Diese Lademethode wird üblicherweise für Blei-Säure-Batterien und einige Arten von Nickel-basierten Batterien verwendet.

Diese Methode wird dort eingesetzt, wo die Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung von entscheidender Bedeutung ist, z. B. bei Notbeleuchtung, Telekommunikationsgeräten und Notstromsystemen.

Um eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden, muss die Ladespannung mit geeigneten Kontrollmechanismen genau geregelt werden.

Lademodus

Sowohl das Laden mit konstantem Strom als auch das Laden mit konstanter Spannung verfügen über unterschiedliche Sätze von Lademodi, die wir uns einzeln ansehen.

Konstantstrom-Lademodi

Massenlademodus: Im Massenlademodus erhält die Batterie eine konstante Stromzufuhr, bis sie einen vordefinierten Spannungsschwellenwert erreicht. Dieser Lademodus wird speziell verwendet, um einen bestimmten Ladezustand zu erreichen, typischerweise etwa 80 %. Dies ist ein idealer Modus, um die Batterieladung bei tiefentladener Batterie schnell wieder aufzufüllen.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Absorptionslademodus: Wenn der Akku im Massenlademodus den vordefinierten Schwellenwert erreicht, wird der Absorptionslademodus aktiviert. In diesem Modus hält das Ladegerät eine konstante Spannung aufrecht. Gleichzeitig verringert sich der Ladestrom, wenn sich der Akku der Vollladung nähert. Dieser Modus stellt sicher, dass der Akku vollständig aufgeladen ist, und verhindert so eine Überhitzung.

Erhaltungslademodus: Einige Konstantstromladegeräte wechseln in den Erhaltungslademodus, wenn die Batterie im Absorptionslademodus vollständig aufgeladen ist. Um den Akku ohne Überladung auf voller Kapazität zu halten, liefert das Ladegerät im Erhaltungslademodus eine niedrigere konstante Spannung. Dieser Modus wird häufig verwendet, wenn die Batterie über einen längeren Zeitraum angeschlossen werden muss, z. B. bei Standby-Stromversorgungssystemen und unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV).

Lademodi mit konstanter Spannung

Massenlademodus: Der Ladevorgang beginnt ähnlich wie das Konstantstromladen im Massenlademodus. Dieser Lademodus wird häufig verwendet, um die Batterieladung schnell wieder aufzuladen, insbesondere bei vollständig entladenen Batterien.

Topping-Lademodus: Konstantspannungsladegeräte können in den Topping-Lademodus wechseln, wenn die Batterie im Massenlademodus einen vordefinierten Schwellenwert erreicht. Im Topping-Lademodus wird die Ladung auf eine niedrige Erhaltungsladung reduziert und gehalten, bis die Batterie vollständig geladen ist. Diese Methode wird üblicherweise für Notstromsysteme und Notbeleuchtungen verwendet.

Wartungslademodus: Dieser Modus ist in einigen Ladegeräten mit konstanter Spannung verfügbar, die eine niedrige konstante Spannung an die Batterie liefern, um die Selbstentladung auszugleichen, und die Batterie im inaktiven Zustand über einen längeren Zeitraum vollständig geladen hält. Dieser Modus verhindert Tiefentladung und Rettung und verlängert die Lebensdauer der Batterie.

Die Lademodi können je nach Design des Ladegeräts, Batteriechemie und Anwendungsanforderungen unterschiedlich sein.

Ladeeinstellung

Es gibt mehrere Faktoren wie den Akkutyp, seine Kapazität, die gewünschte Ladegeschwindigkeit und Herstellerempfehlungen, die die Art der Ladeeinstellung bestimmen. Hier finden Sie eine Übersicht über verschiedene Ladeeinstellungen für das Konstantstromladen und das Konstantspannungsladen.

Konstantstrom-Ladeeinstellungen

Ladestrom: Es wird ein Wert der Dauerladung in Ampere (A) oder Milliampere (mA) eingestellt, der während des gesamten Ladevorgangs unverändert bleibt. Die Auswahl richtet sich nach der Kapazität des Akkus und der gewünschten Laderate.

Maximale Spannung: Konstantstrom-Ladegeräte haben eine Begrenzung der maximalen Spannung, wenn das Gerät vollständig geladen ist. Die Auswahl hierfür erfolgt auf der Grundlage der Empfehlungen des Herstellers, um Schäden oder Gefahren zu vermeiden.

Kriterien für die Beendigung des Ladevorgangs: Der Ladevorgang mit konstantem Strom wird normalerweise beendet, wenn der vordefinierte Spannungsschwellenwert erreicht wird, der das Signal einer vollständig geladenen Batterie darstellt. Ladegeräte können auch zusätzliche Beendigungskriterien wie eine bestimmte Ladezeit integrieren, um eine genaue Beendigung des Ladevorgangs zu gewährleisten.

Ladeeinstellungen mit konstanter Spannung

Ladespannung: Alles geschieht ähnlich wie bei einer konstanten Ladung. Die Ladespannung kann je nach Batteriechemie und gewünschtem Ladezustand variieren.

Maximaler Ladestrom: Genau wie der Konstantstrom kann auch die Konstantspannung eine Höchstgrenze haben, um Schäden zu vermeiden.

Kriterien für die Beendigung des Ladevorgangs: Die Beendigung erfolgt auf der Grundlage des vorgegebenen Ladeschwellenwerts und zeigt an, dass der Akku vollständig geladen ist. Es gibt Gebühren, die zusätzliche Beendigungskriterien wie eine bestimmte Ladezeit beinhalten können, um eine genaue Beendigung des Ladevorgangs sicherzustellen.

Anwendungen

Das Laden mit konstantem Strom und das Laden mit konstanter Spannung haben je nach Batterietyp, Ladeanforderungen und Leistungsaspekten verschiedene Anwendungen.

Konstantstrom-Ladeanwendungen

Der Einsatz von Konstantstrom-Ladegeräten ist bei Elektro- und Hybridfahrzeugen weit verbreitet. Es ermöglicht ein effizientes und schnelles Laden. Tragbare Geräte wie Smartphones, Tablets und Laptops nutzen diese Methode für ihre Lithium-Ionen- oder lithium-polymer-akkus.

Konstantstromladung wird in Solar- und Windenergiespeicherbatterien wie erneuerbaren Energiequellen eingesetzt. Das effiziente Laden von Akkus mit hoher Energiedichte ermöglicht eine spätere Nutzung.

Tragbare Sauerstoffkonzentratoren, Defibrillatoren und tragbare Gesundheitsmonitore sowie medizinische geräte verwenden zum Aufladen ihrer Batterien häufig eine Konstantstromladung. Diese Lademethode ist zuverlässig und effizient, um im Notfall Energie bereitzustellen.

Ladeanwendungen mit konstanter Spannung

Seine Verwendung ist in Blei-Säure-Batterien üblich. Diese Batterien finden sich in Notstromsystemen und unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Diese Methode eignet sich hervorragend zum kontrollierten Laden.

Notbeleuchtungssysteme für Rettungszeichen, Notbeleuchtungen und Ersatzbeleuchtungskörper verwenden diese Methode. Durch diese Methode bleibt die volle Kapazität der Batterien erhalten und sie sind im Notfall einsatzbereit.

Telekommunikationsgeräte wie Basisstationen, Türme und Kommunikationsgeräte verwenden Konstantspannungsladung als Backup für ihr System. Dies ist eine zuverlässige Lösung zur Stromversorgung bei Netzwerkausfällen oder -unterbrechungen.

Solar- oder Windkraftanlagen wie netzunabhängige erneuerbare Energiesysteme nutzen diese Methode zum Laden ihrer Batteriebanken.

Abschließende Gedanken

Diese verschiedenen Aspekte des Konstantstromladens und des Konstantspannungsladens geben Ihnen einen detaillierten Überblick darüber, wie sie sich voneinander unterscheiden. Welche Lademethode für Sie ideal ist, bestimmen vor allem Einsatzarten, Chemie etc.