ANSMANN ENERGY - Ihr professioneller Partner für Lade -und Lichttechnik, Netzgeräte und technisches Zubehör

Auf Grund der großen Erfahrung bei ANSMANN bieten wir auch im Bereich der Ladetechnik die optimale Lösung für ihre Applikation egal ob NiMH, Li-Ionen, Lithium-Eisen-Phosphat oder Blei-Ladegeräte für Akkupacks mit verschiedensten Zellchemien und in verschiedenen Größen (1-13S) stehen auch kurzfristig zur Verfügung.

Nach dem Motto "Stillstand ist Rückschritt" werden unsere Produkte ständig weiterentwickelt und mit innovativen und vielfältigen Ladetechnologien ausgestattet. Nur so können wir unseren Kunden optimale und maßgeschneiderte Lösungen auf dem neuesten Stand der Technik wie z.B. Ladegeräte auf Induktionsbasis anbieten.

Es gibt verschiedene Ladeverfahren, die bei Blei-Ladegeräten verwendet werden können

UI-KennlinieLadung nach UI-Kennlinie:

Sowohl Spannung als auch Strom sind geregelt. Damit ist dieses „automatische“ Ladeverfahren bestens zur Ladung von Blei-Akkus geeignet. Bis zum Erreichen der voreingestellten Ladeschlussspannung wird der Strom begrenzt. Danach nimmt der Ladestrom kontinuierlich ab, bis nur noch ein Erhaltungsladestrom in den Akku fließt. Das Ladegerät kann dauerhaft angeschlossen bleiben und hält den Akku dabei voll. Man spricht dabei auch von Parallel-Bereitschaftsbetrieb.

IU0U-Kennlinie / Blei LadegeräteLadung nach IU0U-Kennlinie:

Wenn man nicht nur auf sicheres Laden, sondern auch auf kurze Ladezeit großen Wert legt, ist dieses Ladeverfahren genau das richtige. Es gibt eine Stromregelung und eine 2-stufige Spannungsregelung. Zunächst wird der Akku bis zu einem höheren Spannungswert geladen (z.B. 14,5V bei einem 12V Akku) und dann bei
Erreichen dieses Wertes wird die Ladeschlussspannung auf einen niedrigeren, unbedenklichen Wert zurückgefahren (z.B. 13,8V bei einem 12V Akku). Ab diesem Zeitpunkt spricht man von der Nachladephase. Somit erhält man deutlich kürzere Ladezeiten, ohne den Akku zu überladen. Das Ladegerät kann dauerhaft angeschlossen bleiben, um den Akku stets voll zu halten. Um einem leeren Blei-Akku ein besonders schonendes Laden zu ermöglichen, kann man dem „normalen Ladevorgang“ eine Formationsladung, mit geringem Ladestrom, voran stellen.

Auch hier ist ein Parallel-Bereitschaftsbetrieb möglich.

Induktionsladung ist die Alternative, wenn eine kontaktlose Stromübertragung benötigt wird.

Bei diesem Ladekonzept wird die Energie mittels induktiver Kopplung über ein magnetisches Wechselfeld übertragen. Dadurch kann diese Technik die Ladung eines Endgerätes ohne Verkabelung oder offene Ladekontakte realisieren.

Durch die Induktions-Technologie wird der Ladestrom vom Sender auf den Empfänger übertragen. Die nachgeschaltete Ladeschaltung kann individuell nach Kundenspezifikation gestaltet werden. Diese kann von der einfachen Dauerladung für NiMH- oder Pb-Akkus bis zur controllergesteuerten Ladung für Li-Ion-Akkupacks realisiert werden. Auch die Integration der kompletten Induktions-Ladeschaltung in einen Akkupack ist realisierbar.

Der Ladevorgang erfolgt durch das Auflegen und die automatische Erkennung des jeweiligen Endgerätes. Vorteil dieser drahtlosen Stromübertragung ist unter anderem, dass keine Kontaktprobleme durch Verschmutzung oder Oxidation auftreten können, da bei der Induktionsladung keine direkte elektrische Kontaktierung erforderlich ist. Dies ist für Endgeräte interessant, die in rauher Umgebung eingesetzt werden sollen. Ebenso können auf diese Weise Applikationen in spritzwasser- oder EX-geschützten Gehäusen einfach und bequem geladen werden.

 

Vorteile:

  • Kontaktlose Ladung
  • Keine mechanische Verbindung
  • Keine verschmutzten Kontakte
  • Spritzwassergeschützte Gehäuse
  • In EX-Geräten einsetzbar
  • Einfache Handhabung

Es gibt drei verschiedene Lademethoden um NiMH-Akkus zu laden:

  • Spannungsüberwachte Ladung
  • Temperaturüberwachte Ladung
  • Timerladung

Spannungsüberwachte Ladung Spannungsüberwachte Ladung:

Ist die gängigste, intelligente Lademethode. Während des Ladevorgangs steigt die Spannung bei NiMH-Akkus bis zum
Erreichen eines Maximums an. Dies bedeutet der Akku ist voll. Lädt man weiter fällt die Spannung wieder etwas ab. Reiht man die gemessenen Spannungswerte aneinander erhält man eine für diese Akkus typische Spannungskurve.

Die Abschaltung der Ladung erfolgt nach:

  1. Wendepunkt – die Akkuspannung steigt zwar noch etwas, aber nicht mehr so schnell wie zuvor (die Steigung der Spannung geht zurück).
  2. Maximum – die Akkuspannung steigt nicht weiter
  3. deltaU - die Akkuspannung hatte ihr Maximum erreicht und ist schon wieder etwas abgefallen.

Timerladung:

Bei einer timergesteuerten Ladung beendet das Ladegerät nach einer fest voreingestellten Zeit selbstständig die Ladung.
Timerlader sind die einfachsten Automatiklader. Da sie den Ladezustand der Akkus zu Beginn der Ladung nicht erkennen und auch während dem Laden nicht bestimmen können, sollte man besser nur leere Akkus anschließen. Ansonsten werden die Akkus, zumindest teilweise, überladen.

Temperaturüberwachte Ladung:

Diese Art der Ladung macht sich das Temperaturverhalten von Akkus zu Nutze. Am Ende des Ladeprozesses, wenn die Akkus voll werden, steigt ihre Temperatur relativ schnell an. Nun gibt es 3 Abschaltkriterien:

  1. Nach Absoluttemperatur: üblicherweise wird die Ladung beim Erreichen einer Akkutemperatur von 45-50°C beendet.
  2. Nach dT/dt: dies bedeutet, wenn die Akkutemperatur in einer bestimmten Zeit um einen bestimmten Wert steigt, wird abgeschaltet. Ein üblicher Wert ist z.B. 1° C pro Minute.
  3. Nach Temperaturänderung: hier wird die Zeit nicht berücksichtigt, sondern nur die Änderung der Temperatur.

Üblicherweise wird die temperaturüberwachte Akkuvollerkennung nicht als alleiniges Abschaltkriterium genutzt, sondern eher in Kombination mit einer spannungsüberwachten Ladung.

CC-CV Ladekurve

Neben individuell entwickelten Systemlösungen bietet ANSMANN ein umfangreiches Sortiment an Li-Ion-Ladegeräten.

Dank eines intelligenten Baukastensystems sind Ladegeräte für alle Arten der Li-Ion-Technologie ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand ständig lieferbar. Die Ladeüberwachung wird speziell an die entsprechende Akku-Chemie angepasst.

Durch den Einsatz von softwarebasierten Ladealgorythmen sind auch kundenspezifische Anpassungen mit geringem Aufwand realisierbar.

Länderspezifische Primärstecker, wechselbare Primärstecker und individuelle Sekundärsteckverbinder können bei diesen Lösungen natürlich berücksichtigt werden.

 

CC - CV (Constant Current - Constant Voltage)

Li-Ion Akkus benötigen spezielle Ladegeräte, welche mit dem CC-CV Ladeverfahren ausgestattet sind. CC-CV steht für den englischen Begriff: „Constant Current – Constant Voltage“, was so viel bedeutet wie „ Konstanter (Lade-)Strom – Konstante (Lade-)Spannung“.

Zunächst einmal muss das Ladegerät den Ladestrom auf einen zulässigen Wert begrenzen, z.B. 0,5C (1000mA bei einem 2000mAh Akku). Während des Ladens steigt die Akkuspannung kontinuierlich an. Es ist nun darauf zu achten, dass der für Lithium-Zellen sehr wichtige Wert von 4,2V nicht überschritten wird. Man spricht bei diesem Spannungswert von der Ladeschlussspannung, welche vom Ladegerät konstant gehalten wird. Deshalb auch: „constant voltage“. Nähert sich die Akkuspannung der Ladeschlussspannung nimmt der Ladestrom ab. Wenn dieser einen vorprogrammierten Wert (z.B. 0,05C)
unterschreitet, wird die Ladung abgeschaltet. Anstelle des rückläufigen Ladestroms kann man auch die Zeit als Abschaltkriterium heranziehen. Man kann davon ausgehen, dass der Akku bei 1C Ladung nach spätestens 3 Stunden vollgeladen ist. Bei Li-Ion Akkus ist es wichtig, dass die Ladung komplett beendet wird und keine „Erhaltungsladung“ wie bei NiMH-Akkus erfolgt. Diese würde Li-Ion Akkus schädigen bzw. langfristig zerstören.