Wat is een geschikte lader voor mijn lithium-ijzer-fosfaat batterij?
Als je ergens een lithium batterij koopt, krijg je direct aanbiedingen om ook een lader bij te kopen, want zogezegd moeten de LFP batterijen geladen worden met een aangepaste lader.
Ik ga me niet uitspreken over de kwaliteit van de verschillende laders die aangeboden worden. Ik heb slechts één lader gekocht, dat was samen met mijn eerste LFP batterij. De lader heb ik later nog gebruikt om andere LFP batterijen op te laden, maar met de stijgende capaciteit van de accu's duurde het alsmaar langer om de accu's weer op te laden.
Mijn volgende laders waren computervoedingen (Apple IIc, Commodore,...) die ik aangepast had om als lader te fungeren. En nu dat ik 12V zonnepanelen heb, heb ik geen laders meer nodig.
Dit is de curve van een ideale lader die in CC/CV modus werkt. De curve begint rechts beneden en loopt dan boven bijna vertikaal naar links. We hebben eerst een deel in CC (constant current mode) waarbij de maximale stroom beperkt wordt door de lader. Ik heb een waarde van 0.25C genomen (dus 2.5A voor een accu van 10Ah). Deze waarde bepaalt hoe snel de accu geladen wordt in CC modus.
Er bestaan voedingen die een foldback functie hebben (lagere stroom als de spanning laag is). Dit is hier niet nodig, want de BMS in de batterij onderbreekt de ontlading als de spanning van een cel onder de 2.5V komt. Als de lading begint kan de spanning dus niet onder de 10V zitten.
Als de accu redelijk goed geladen is (spanning van 14V, wat overeenkomt met een celspanning van 3.5V) dan gaat de lader over in een bijna-CV modus (constant voltage). De spanning van 3.5V is de spanning waarbij de celbalancering in werking treedt. De stroom moet hier lager worden zodat het balanceren efficient kan gebeuren. In de meeste accu's is de egalisatiestroom laag en weegt niet op tegen de laadstroom. Als de laadstroom hoog blijft, dan stijgt de spanning te snel en wordt de egalisatie vroegtijdig onderbroken door de BMS in de accu
Dit deel van de grafiek is lichtjes stijgend, met de stroom die daalt als de spanning stijgt, het is een "softe" lader. De spanning zonder belasting moet 14.8V bedragen. Bij een dergelijke spanning moeten alle elementen een spanning van 3.7V hebben, dit is de maximale spanning die een cel mag hebben. Maar in de praktijk zal een element vroeger aan deze spanning komen en zal de BMS het laden vroeger onderbreken.
Er bestaan ook laders met een maximale spanning van 14.6V, dit vormt geen bezwaar in tegendeel. Deze spanning bepaalt de tijd in CV modus. Met een dergelijke spanning wordt de batterij geladen tot 98 - 100%. Er is meer tijd voor de belangrijke egalisatie, die start van zodra een element boven de 3.5V komt en stopt als een element boven de 3.7V komt.
Het is in theorie zelfs mogelijk om laders voor lood-zuur batterijen te gebruiken als die een maximale spanning van 14.4V hebben. De spanning hangt wat af van de temperatuur. Hier ook is de lading niet volledig, maar men verliest slechts enkele procenten en het is beter voor de accu. De spanning moet echter boven de 14V zitten, anders wordt de accu maar voor 80% geladen en vooral: de belangrijke egalisatie kan dan niet gebeuren.
Enkele jaren terug, toen Elon Musk zijn eerste voertuigen met LFP accus heeft gelanceerd heeft hij gemeld dat het aangeraden is de accu regelmatig tot 100% te laden om zo een egalisatie mogelijk te maken. Als hij het heeft over technologie zegt Musk relevante zaken. Hij zou zich moeten beperken tot uitspraken over techniek.
Conclusie:
De meeste laders zijn bruikbaar om de batterij op te laden,
maar niet alle laders zijn geschikt om die perfect op te laden.
Bruikbare en geschikte
laders voor LFP batterijen
|
Niet mijn probleem! Veronderstel een"harde" lader 14.6V 5A. Door een weerstand van 0.12Ω in serie te plaatsen gaan we de stroom beperken van zodra de lader in CV modus overgaat. De weerstand heeft geen invloed op de CC-tijd want zolang de accuspanning onder de 14V zit hebben we een spanningsval van 0.6V en is de lader die de stroom bepaalt. Vanaf 14V gaat de weerstand de stroom geleidelijk verminderen. Bij een accuspanning van 14.4V bedraagt de stroom 1.7A. Door de lagere laadstroom is er meer tijd voor de egalisatie. Hou rekening met de verliezen in de kabels en gebruik een weerstand van 0.1Ω 10W.
 |