Batterijfysica 101

Al meer dan tien jaar verschijnen zonnepanelen op daken overal om ons heen, waarmee gewoon zonlicht wordt omgezet in schone, groene energie. Tegelijkertijd zijn elektrische auto’s een vertrouwd straatbeeld geworden. Je zou denken dat het allemaal vanzelfsprekend is, maar de fysica achter batterijen kan behoorlijk verwarrend zijn – zelfs experts maken soms fouten. Hieronder vind je informatie die je helpt om datasheets beter te begrijpen en inzicht te krijgen in de verschillen tussen batterijtypes. 

Wat is spanning (V)?

Spanning is het verschil in elektrisch potentiaal tussen twee punten. Als je elektriciteit vergelijkt met water, dan is de spanning te zien als de waterdruk in een tuinslang. Zelfs een kleine hoeveelheid water kan een groot effect hebben als de druk hoog genoeg is – denk bijvoorbeeld aan een hogedrukreiniger.

Een spanning tot 50 volt wordt in de meeste situaties als veilig beschouwd voor mensen. Bij hogere spanningen moeten er veiligheidsmaatregelen worden genomen (zie de sectie “veiligheid”). Batterijcellen hebben meestal een spanningsbereik tussen 2,5 V en 4,2 V. Wil je een hogere spanning bereiken, dan koppel je meerdere cellen in serie: 10 cellen van 3,6 V leveren samen 36 V.

Een belangrijk kenmerk van batterijen is dat de spanning daalt naarmate de lading afneemt. Een volledig opgeladen lithium-ioncel heeft 4,2 V, terwijl deze bij bijna lege toestand kan zakken naar 2,5 V. Daarom wordt de cel vaak genoteerd als 3,6 V – het gemiddelde tussen vol en leeg. Let op: de spanning aan het einde van de laadcyclus ligt hoger, en dat is belangrijk bij het ontwerpen van systemen en het kiezen van de juiste componenten. Een batterijpakket met een nominale spanning van 360 V kan bijvoorbeeld oplopen tot 420 V wanneer het volledig is opgeladen.

Wat is stroom (A)?

Stroom is de hoeveelheid elektrische lading die per seconde langs een punt stroomt – ook wel amperage genoemd. Als we weer de vergelijking met water gebruiken, dan staat stroom gelijk aan de hoeveelheid water die per seconde door een buis stroomt. Zelfs bij lage snelheid kan een groot volume water veel impact hebben, zoals de golven op zee.

Hoewel een hoge stroomsterkte bij lage spanning meestal niet direct gevaarlijk is, kunnen de gevolgen toch ernstig zijn. Zo kunnen stroompieken leiden tot flinke warmteontwikkeling, wat weer brandwonden kan veroorzaken. (Zie ook de sectie “veiligheid”.)

Batterijcellen zijn er in allerlei maten. De bekende 18650-cellen die vaak in laptops worden gebruikt, kunnen een paar ampère leveren. Grote prismatische cellen daarentegen, kunnen honderden ampères leveren. Door meerdere batterijen parallel te schakelen, kun je de totale stroomsterkte (A) van een batterijpakket verhogen.

Wat is een batterij?

Een batterij is een elektrochemische cel met twee externe aansluitpunten, waarmee elektrische apparaten van stroom worden voorzien. De negatieve pool is de bron van elektronen, die via een elektrisch apparaat naar de positieve pool stromen. Terwijl de elektronen bijvoorbeeld een lamp laten branden, vinden er binnenin de batterij chemische processen plaats.

Ionen worden losgemaakt van de negatieve elektrode (anode) en verplaatsen zich via de elektrolyt naar de positieve elektrode (kathode), waar ze worden opgenomen. De elektronenstroom stopt zodra al het actieve materiaal in de anode en kathode is omgezet: de batterij is dan leeg. Bij het opladen – mits de batterij is gemaakt van oplaadbare materialen – wordt dit proces omgekeerd.

Batterijen werden al in de late 19e eeuw gebruikt voor elektrische voertuigen. Thomas Edison had er bijvoorbeeld één. In het begin van de 20e eeuw was zelfs 38%(!) van de auto’s in de VS elektrisch.
Edison zei hierover:
“Elektriciteit is de toekomst. Geen ratelende en schurende tandwielen met talloze hendels die verwarren, geen gevaarlijke en stinkende benzine, en geen herrie.”

Wat is capaciteit (Ah of mAh: 1Ah = 1000mAh)?

Capaciteit is de hoeveelheid stroom die een batterij gedurende een bepaalde tijd kan leveren, meestal uitgedrukt over één uur. Bij grotere batterijen wordt dit meestal aangegeven in Ah (ampère-uur), bij kleinere cellen vaak in mAh (milliampère-uur).

Een batterij met het label “2500mAh” kan bijvoorbeeld 2,5 ampère leveren gedurende één uur. Deze verhouding kan worden aangepast: dezelfde batterij kan ook 1,25A leveren voor 2 uur, of 5A gedurende 30 minuten.

Er zijn batterijen met zowel lage als hoge capaciteit, variërend van 1500mAh (zoals standaard 18650-cellen) tot wel 300Ah (300.000mAh) of meer. In de praktijk wordt die maximale capaciteit vaak alleen behaald bij een lage stroomafname, meestal rond de 20% van de gespecificeerde waarde. In dit voorbeeld betekent dat dat de batterij 0,5A gedurende 5 uur kan leveren.

Gebruik je een hogere stroomafname, dan ontstaat er warmte in de batterij en gaat er energie verloren — de opgegeven capaciteit wordt dan niet volledig gehaald. Hoe kleiner dit verlies, hoe beter de batterij geschikt is voor toepassingen met een hoge belasting (high drain).

Soms geven leveranciers alleen de capaciteit van de batterij op. Als je de spanning (voltage) weet, kun je zelf uitrekenen hoeveel energie de batterij bevat. Is de spanning onbekend, bijvoorbeeld bij samengestelde batterijpacks, dan mis je een cruciale factor om de totale hoeveelheid energie in te schatten.

Wat is de C-rate?

De C-rate (of C-waarde) geeft aan hoe snel een batterij kan worden opgeladen en/of ontladen, en hangt sterk samen met de capaciteit van de batterij. Let op: de “C” staat níét voor “capaciteit”!

Deze C-waarde is handig om de (ont)laadstroom van batterijen van verschillende groottes met elkaar te vergelijken.

De capaciteit van een batterij wordt meestal gespecificeerd bij 1C: een volledig opgeladen batterij van 2500mAh zou dan 2,5A moeten kunnen leveren gedurende 1 uur.

Je kunt de C-rate gebruiken om de verhouding tussen (ont)laadstroom en tijd te bepalen. Bijvoorbeeld: een 2500mAh cel met een ontlaad-C-waarde van 3C kan worden ontladen met 7,5A (want 3 × 2,5A).

Als de stroom 3 keer zo hoog is, is de gebruiksduur theoretisch 3 keer zo kort. Dus in dit geval kan de batterij theoretisch 20 minuten lang 7,5A leveren. In de praktijk zal dit iets korter zijn door verliezen zoals warmteontwikkeling en spanningsval.

Wat is vermogen (W of kW: 1kW = 1.000W)?

Elektrisch vermogen, net zoals mechanisch vermogen, is de hoeveelheid arbeid die wordt geleverd. Het wordt berekend door spanning (Voltage) te vermenigvuldigen met stroom (Current).

Bijvoorbeeld: als je accupack 500A kan leveren bij 400V, dan levert het:
500A × 400V = 20.000W of 20kW.

Dit is de informatie die je nodig hebt om te bepalen of je accupack genoeg vermogen kan leveren voor jouw toepassing.

Let op: sommige batterijleveranciers vermelden alleen het absolute maximumvermogen dat hun pack kan leveren. Vaak is dat maar een paar seconden houdbaar, en soms overschrijdt dat zelfs de ontwerpgrenzen van de gebruikte cellen.

Dus: lees goed de kleine lettertjes en stel vragen. Je moet altijd controleren of het accupack het opgegeven vermogen ook daadwerkelijk voor de benodigde tijd kan leveren.

Wat is energie (Wh of kWh: 1kWh = 1.000Wh)?

Er bestaan verschillende definities van energie, afhankelijk van het vakgebied. Hier beperken we ons tot de volgende:
energie is de hoeveelheid vermogen (W of kW) die gedurende één uur wordt geleverd.

Als dit niet wordt opgegeven door een leverancier, kun je het eenvoudig zelf berekenen door de capaciteit van het accupack te vermenigvuldigen met de spanning.
Bijvoorbeeld: een accupack van 500Ah met een nominale spanning van 400V is een 20kWh-pack.

Let op dat je hierbij de nominale spanning gebruikt en niet de maximale spanning.
Dit is heel belangrijke informatie, want het bepaalt de grootte van je accupack, de prijs en wat je ermee kunt doen.

Als het eerdergenoemde accupack van 20kW dit vermogen maar 5 minuten kan leveren, bevat het véél minder energie dan een accupack dat 20kW vijf uur lang kan leveren.

De hoeveelheid energie die een accupack kan opslaan wordt vaak aangeduid als de “accugrootte” of “accucapaciteit”.
Strikt genomen is dat niet helemaal correct, omdat die termen eigenlijk niet in de juiste eenheden van energie worden uitgedrukt.
Vooral de term “accucapaciteit” is verwarrend: capaciteit is weliswaar belangrijk, maar alleen in combinatie met de spanning kun je bepalen hoeveel energie een accupack daadwerkelijk kan opslaan.

Wat is energiedichtheid (Wh/kg of Wh/l)?

Vooral bij mobiele toepassingen is het vaak belangrijk dat een accupack zo licht en compact mogelijk is, en toch zoveel mogelijk energie bevat.
Meer energie betekent dat je een bepaald vermogen langer kunt gebruiken, wat in een voertuig bijvoorbeeld neerkomt op meer actieradius.

Bij het vergelijken van verschillende cellen en batterijen kun je de hoeveelheid energie berekenen in verhouding tot het gewicht (gravimetrisch) en de omvang (volumetrisch).

Bijvoorbeeld:
Een Nissan Leaf accupack van 24kWh weegt 294 kg en heeft een volume van 494 liter.

• Gravimetrische energiedichtheid: 24.000Wh / 294kg = 81 Wh/kg
• Volumetrische energiedichtheid: 24.000Wh / 494L = 48 Wh/L

Dat is vrij laag.

Ons eigen 72 Volt “range” accupack heeft bijvoorbeeld deze specificaties:

• Gravimetrische energiedichtheid: 190 Wh/kg
• Volumetrische energiedichtheid: 316 Wh/L

Je kunt het ook andersom berekenen:
Als we 494 liter zouden vullen met onze batterijen, dan krijgen we:
494L × 316Wh/L = 156.104Wh ofwel 156kWh aan energie.
Dat komt overeen met zes Nissan Leaf accupacks.

Let op: we vergelijken hier accupacks, niet losse cellen!
Je moet ook rekening houden met de mechanische behuizing en interne subsystemen.
Losse cellen hebben wel betere cijfers, maar die kun je natuurlijk niet zomaar los in je kofferbak gooien, toch? 😉

Wat is vermogensdichtheid (W/kg of W/l)?

Vermogensdichtheid is de hoeveelheid vermogen die je uit een bepaalde massa of omvang kunt halen.
Vooral bij high performance toepassingen met beperkte ruimte, zoals motorfietsen of karts, is dit een belangrijk gegeven.

Neem weer het accupack van de Nissan Leaf als voorbeeld.
Dat kan 110kW leveren, weegt 294 kg en heeft een volume van 494 liter.

• Gravimetrische vermogensdichtheid: 110.000 / 294kg = 374 W/kg
• Volumetrische vermogensdichtheid: 110.000 / 494L = 222 W/L

Ook dat is vrij laag.

Ons 72V “race” accupack heeft bijvoorbeeld de volgende specificaties:

• Gravimetrische vermogensdichtheid: 1850 W/kg
• Volumetrische vermogensdichtheid: 2830 W/L

We kunnen het weer andersom berekenen:
Als we 494 liter zouden vullen met onze batterijen, dan krijgen we:
494L × 2830W/L = 1.398.020 W ofwel 1398 kW (1,4 MW) aan vermogen,
vergeleken met de 110 kW van de Nissan Leaf.

Dat is meer dan 12 keer zoveel vermogen.
Dus… als je ooit een megawatt-sportauto wilt bouwen: neem contact met ons op! 😎

Let ook hier weer op: we vergelijken accupacks, niet losse cellen!

Vermogensdichtheid vs Energiedichtheid

Net als in het leven kun je niet alles tegelijk hebben.
Als je gaat voor maximaal vermogen, lever je in op bereik.
En als je het maximale bereik wilt, moet je het doen met minder vermogen.
Wil je allebei? Dan zal je moeten compenseren en een compromis sluiten.

Dit is misschien wel de belangrijkste keuze die je moet maken bij het selecteren van een batterij.
De reden is eigenlijk heel logisch:
Als je veel vermogen uit een cel wilt trekken, worden de metalen polen binnenin heet.
Er is maar een beperkte hoeveelheid stroom die door een bepaalde maat geleid kan worden.
Dat kun je oplossen door die polen groter te maken – maar die nemen dan weer ruimte in
die anders gebruikt zou worden voor de batterijchemie zelf.
En dus verlies je energieopslagcapaciteit.

Omgekeerd geldt hetzelfde:
Als je niet veel vermogen nodig hebt, kun je de batterij optimaliseren voor maximale energie,
maar dan moet je hem niet te zwaar belasten.
Doe je dat toch, dan overbelast je de batterij:

• de spanning zakt fors,
• er ontstaat veel warmte,
• en in het gunstigste geval slijt de batterij snel,
• in het slechtste geval smelt hij letterlijk door.

Warmteontwikkeling stijgt exponentieel met de stroomsterkte,
dus het loopt al snel uit de hand.

Blijf daarom altijd binnen de gespecificeerde stroomlimieten
en wees op je hoede voor fabrikanten die beweren dat ze én maximaal vermogen
én maximale energie kunnen leveren.
Dat is fysiek onmogelijk.

Zie het als een vergelijking tussen een gewichtheffer en een marathonloper.
Laat de gewichtheffer de marathon rennen, of de loper gewichten tillen –
beide gaan daar slecht in zijn, en de loper raakt waarschijnlijk geblesseerd.
Net zoals een range-pack beschadigd raakt als je er te veel vermogen uit probeert te trekken.

Je kunt natuurlijk wel op zoek naar een soort tienkamper –
iemand die beide redelijk goed kan, maar nooit zal uitblinken in één van beide.
Onze “performance”-accu is vergelijkbaar met zo’n tienkamper.

In de grafiek zie je hoe onze oplossingen zich verhouden tot vermogen en energie.

Chemische samenstelling van batterijen

Er bestaan talloze soorten batterijen, maar we beperken ons hier tot lithiumbatterijen. Waarom? Omdat lithiumbatterijen, nu én in de nabije toekomst, simpelweg de enige serieuze keuze zijn voor toepassingen waarbij energie­dichtheid belangrijk is. Andere chemieën komen simpelweg niet in de buurt als het gaat om prestaties, gewicht, of levensduur. Binnen de lithium­familie zijn er nog verschillende subtypes (zoals LiFePO4 of NMC), elk met hun eigen specifieke eigenschappen, maar dat is voer voor een aparte paragraaf. Voor nu: lithium is king.

Wat is State of Charge (SoC)?

De State of Charge, oftewel de SoC, geeft aan hoe vol een batterij nog is. 100% betekent vol, 0% is leeg. Klinkt eenvoudig, maar het correct meten van SoC is best complex. Er zijn grofweg twee manieren waarop dit gebeurt:

1. Spanningsmeting (Voltage method)
Een lege batterij heeft een lagere spanning dan een volle, dus je zou denken: meten = weten. Helaas is het niet zo simpel. De spanning daalt niet lineair; hij zakt snel na 100%, blijft daarna lange tijd redelijk constant, en keldert weer richting 0%. In het bereik tussen ongeveer 80% en 20% is het dus moeilijk om de SoC goed in te schatten, zeker onder belasting waarbij de spanning tijdelijk daalt. Goedkope BMS’en (Battery Management Systems) gebruiken deze methode vaak, wat je kunt merken aan het wat grillige gedrag van de SoC-indicator.

2. Huidige integratie (Current integration method)
Hierbij wordt het stroomverbruik (amperes) over tijd gemeten. Omdat de capaciteit van de batterij bekend is, kun je als het ware aftellen tot je bij nul bent. Deze methode is nauwkeuriger, maar niet perfect. Als de belasting hoger is dan waarvoor het systeem is ontworpen, daalt de effectieve capaciteit, en kan de batterij ‘leeg’ zijn voordat de SoC dit aangeeft. Ook kan het systeem na verloop van tijd gaan afwijken, waardoor periodiek resetten nodig is – meestal wordt dat automatisch gedaan na een volledige laadcyclus.

3. Kalman Filtering
Om de tekortkomingen van beide methodes op te vangen, gebruiken we geavanceerde software. Een Kalman-filter combineert de data uit beide systemen tot een veel nauwkeuriger schatting van de SoC. Deze techniek komt uit de signaalverwerking en wordt in moderne systemen – zoals het onze – volop gebruikt.

Wat is Depth of Discharge (DoD)?

De Depth of Discharge (DoD) is eigenlijk het tegenovergestelde van SoC. Waar SoC aangeeft hoeveel lading er nog in zit, geeft DoD aan hoeveel er verbruikt is. 0% DoD betekent een volle batterij, 100% DoD betekent volledig ontladen.

Waarom is dit belangrijk? Omdat batterijen meestal niet tot 0% ontladen mogen worden – dat is slecht voor de levensduur. Hoe groter de DoD, hoe zwaarder de belasting op de batterij. In veel toepassingen is het verstandiger om de DoD te beperken, bijvoorbeeld tot 80% of zelfs minder, om de levensduur te verlengen. Je kiest dan dus bewust voor minder bereik, in ruil voor langere duurzaamheid van je systeem.

Batterij opladen

Een oplader is een apparaat dat stroom in de batterij “duwt” zodat de staat van lading (State of Charge, SoC) toeneemt. Dit klinkt simpel, maar lithiumbatterijen zijn eigenlijk best gevoelig voor temperatuur, spanning en stroom. Uitgaande van een normale temperatuur en spanning, bestaat het laadproces uit twee fasen:

Fase 1: Constante stroom (Constant Current, CC)
De oplader levert een vooraf bepaalde stroom aan de batterij. Hoeveel stroom hangt af van de toepassing en wat de batterij aankan. Een veilige waarde voor normaal laden is bijvoorbeeld 0,5C (de halve capaciteit per uur). Tijdens deze fase stijgt de spanning langzaam. Zodra de maximale spanning per cel is bereikt – meestal 4,2V bij lithium-ion – stopt deze fase. Blijven laden met constante stroom zou de spanning verder omhoog drijven en de batterij beschadigen. Op dit punt is de batterij ongeveer 80% vol.

Fase 2: Constante spanning (Constant Voltage, CV)
De oplader houdt de spanning constant op 4,2V per cel en verlaagt de stroom geleidelijk. De stroom daalt bijna tot nul zodra de batterij volledig vol is. Omdat de stroom steeds minder wordt, duurt het laden van de laatste 20% bijna net zo lang als het laden van de eerste 80%. Daarom geven veel fabrikanten van elektrische voertuigen hun laadtijden tot 80% aan. Tijdens snel laden langs de weg is het meestal praktisch genoeg om tot 80% te laden en dan door te rijden.

Samen noemen we deze twee fasen “CCCV”-laden, en dit is de enige juiste manier om een lithiumbatterij op te laden. Andere trucjes zijn overbodig of zelfs schadelijk. Lithiumbatterijen hebben bijvoorbeeld geen last van het geheugeneffect dat oudere NiMH-batterijen hadden, en druppelladen verkort juist de levensduur. Ook “conditioneren” is niet nodig: lithiumbatterijen zijn op hun best als ze geleverd worden. Gebruik dus alleen laders die volgens het CCCV-principe werken.

Wij kunnen laders leveren die perfect samenwerken met onze batterijen en ons batterijmanagementsysteem (BMS). Deze laders zijn volledig programmeerbaar en af te stemmen op elke situatie.

Wat verder belangrijk is:

• Houd de batterij niet langdurig op maximale spanning, dat verkort de levensduur.
• Druppelladen is geen aanrader.
• Snel laden versnelt het eerste deel van het laadproces, maar de laatste 30% duurt dan langer. Snel laden is vooral handig als je snel weer verder wilt.
• Plan je laadsessies bij voorkeur als de batterij bijna leeg is, want dan laadt hij het snelst.

Racen en snel laden:
Bij racegebruik wil je de batterij helemaal vol voor maximale capaciteit. Zelfs bij snel laden duurt het opladen van de laatste paar procent langer dan een uur. Het heeft dus geen zin om constant met een volle batterij te rijden, want dat is extra gewicht dat je meesleept zonder extra range. Onze batterijen worden vlak voor de race volledig opgeladen en na de race direct teruggebracht naar opslagniveau om slijtage te minimaliseren.

Temperatuur en laden:
Hoge temperaturen zijn slecht voor batterijen en kunnen ontstaan tijdens snel laden. Daarom hebben onze batterijen een vloeistofkoeling die de warmte goed afvoert, zodat ze veilig op de maximale stroom kunnen worden geladen. Bij oververhitting pauzeert het BMS het laden tot de batterij is afgekoeld. Lithium batterijen kunnen redelijk goed tegen kou, zolang ze niet gebruikt worden. Laden onder 0 °C is verboden, ook regeneratief remmen (dat de batterij ook oplaadt) mag dan niet. Onze BMS kan de batterij zelfs voorverwarmen via de koelvloeistof om dit in de winter mogelijk te maken.

Communicatie tussen BMS en oplader:
De BMS stuurt via CAN-bus instructies naar de oplader op basis van batterijstatus, SoC en temperatuur. Zo is het laadproces altijd optimaal afgestemd.

Starten met laag vermogen:
Het opladen begint langzaam om de batterij te ontzien. Lithiumbatterijen hebben geen last van het geheugeneffect, dus je kunt ze laden bij elke SoC, volledig opladen of slechts even snel bijladen om je bestemming te halen.

“Batterijherstel”-claims:
Sommige laders beweren batterijen te kunnen “herstellen” die volgens het BMS niet meer laden. Dit is onmogelijk; lithiumbatterijen kunnen niet worden geregenereerd. Soms kunnen ze een batterij die te ver ontladen is een boost geven zodat hij weer boven de minimale veiligheids­spanning komt en het BMS het opladen toestaat. Maar vaak zijn die batterijen dan al beschadigd, en vormen ze zelfs brandgevaar.

Opslag en onderhoud:
Laad je batterij regelmatig op, ook als je hem niet gebruikt. Laat hem nooit langdurig onder zijn minimale spanning komen, want lithiumbatterijen verliezen langzaam lading, ook als ze stil liggen. Bewaar batterijen het liefst rond 50% SoC en net onder kamertemperatuur. Niet volledig vol of leeg langdurig opslaan.

Cell balancing in series:
Een batterijpakket bestaat uit cellen in serie, en elke cel moet binnen veilige spanningsgrenzen blijven. Daarom heeft elke cel een BMS-chip die de spanning monitort. Zonder die controle kan een enkele cel overladen of te ver ontladen worden, wat ernstige schade veroorzaakt. De zwakste cel bepaalt de capaciteit van het hele pakket — net zoals de zwakste schakel de ketting bepaalt.

Balanceren:
Als cellen ongelijk laden, kan het BMS overtollige energie van een volle cel afvoeren (balanceren). Ons BMS doet dit automatisch tijdens het laden, zonder dat jij iets hoeft te doen. Bij een goed gebouwd pakket is dit geen probleem en blijft de capaciteit goed. Bij verouderde of verkeerd gebruikte pakketten duurt balanceren langer en neemt de capaciteit af.

Wat is constant current constant voltage (CCCV)?

Dit is de erkende en juiste methode om een lithiumbatterij op te laden, zoals eerder uitgelegd bij “batterij opladen”. Eerst laad je met een constante stroom (constant current) en daarna met een constante spanning (constant voltage).

Wat is balanceren van batterijen?

Dit is het proces waarbij elke cel in een batterijpakket naar exact hetzelfde spanningsniveau wordt gebracht. Voor meer info kun je terug naar de secties “opladen” en “BMS” kijken.

Wat is elektromagnetische interferentie (EMI)?

EMI is een storing in elektrische circuits veroorzaakt door elektromagnetische inductie. In een elektrische auto zijn de grootste bronnen daarvan de motor en de controller, omdat deze apparaten krachtige en frequent pulserende signalen versturen en ontvangen. Het is daarom belangrijk om de kabels tussen motor en controller zo kort mogelijk te houden, afgeschermde kabel te gebruiken en gevoelige elektronica, zoals je BMS-module, ver weg van deze onderdelen te plaatsen.

Wat is de CAN-bus?

Dit is een wereldwijde standaard, vooral gebruikt in de automotive sector, die apparaten in staat stelt met elkaar te communiceren zonder een centrale computer of server. Het is redelijk goed bestand tegen EMI (elektromagnetische interferentie) en daarom het systeem bij uitstek in elektrische voertuigen. Het is een bericht gebaseerd protocol dat zo is gestandaardiseerd dat veel verschillende apparaten met elkaar kunnen praten. Bijvoorbeeld: de lader communiceert met het batterijbeheersysteem, dat op zijn beurt weer met de batterij communiceert.

Overzicht en Samenhang van Batterijkennis voor Lithiumbatterijen

Bij het kiezen en gebruiken van lithiumbatterijen draait alles om een goede balans tussen energieopslag, vermogen, veiligheid en levensduur. Hieronder zie je hoe de verschillende concepten samenkomen:

1. Energiedichtheid (Wh/kg of Wh/l) bepaalt hoeveel energie een batterij kan opslaan ten opzichte van zijn gewicht en volume. Dit is vooral belangrijk voor toepassingen waar gewicht en ruimte beperkt zijn, zoals in elektrische voertuigen.
2. Vermogensdichtheid (W/kg of W/l) gaat over hoeveel vermogen (of kracht) je uit die batterij kunt halen in verhouding tot gewicht en volume. Hoge vermogensdichtheid is cruciaal in toepassingen die veel piekvermogen vragen, bijvoorbeeld racewagens.
3. Spanning tussen energie en vermogen: Je kunt niet het beste van twee werelden krijgen — als je je batterij optimaliseert voor veel vermogen (kracht), gaat dat ten koste van de totale energiecapaciteit (en dus de actieradius). En omgekeerd geldt hetzelfde. Dit is het belangrijkste compromis in batterijontwerp.
4. Chemische samenstelling van lithiumbatterijen bepaalt hun basiskenmerken. Lithium is nu de beste keuze voor hoge energiedichtheid en levensduur.
5. State of Charge (SoC) en Depth of Discharge (DoD) zijn indicatoren die vertellen hoe vol of leeg de batterij is. Het nauwkeurig meten van SoC is complex en wordt verbeterd met slimme algoritmes zoals Kalman filtering om accuraat te zijn.
6. Batterij opladen volgt de CCCV-methode (constant current, constant voltage), een gestandaardiseerde en veilige manier om lithiumbatterijen te laden zonder ze te beschadigen. Laden tot 80% gaat relatief snel, maar het laatste stuk duurt langer om de batterij te beschermen.
7. Balanceren van cellen is essentieel omdat een batterij uit veel losse cellen bestaat. Als een cel afwijkend gedrag vertoont (meer of minder geladen), kan dat de hele batterij beperken of beschadigen. De BMS (Battery Management System) houdt dit nauwlettend in de gaten en corrigeert automatisch.
8. Veiligheid en duurzaamheid: Lithiumbatterijen zijn gevoelig voor temperatuur, laadspanning, en laadstroom. Hoge temperaturen en laden bij te lage temperaturen kunnen schade veroorzaken. Koeling en verwarming, geregeld door het BMS, zorgen dat de batterij optimaal blijft werken.
9. Elektromagnetische interferentie (EMI) en CAN-bus communicatie: Om storingen in het elektrische systeem van voertuigen te voorkomen, worden korte en afgeschermde kabels gebruikt bij motor en controller. De CAN-bus zorgt voor robuuste communicatie tussen lader, BMS en batterij, ook in elektromagnetisch ruwe omgevingen.

Conclusie: Waarom Power Battery de Beste Keuze is voor Jouw Energiebehoefte

Bij Power Battery begrijpen we dat je batterij méér moet zijn dan alleen een energiebron. Het is het hart van je elektrische systeem, en daarom leveren wij niets minder dan de allerbeste lithiumbatterijen — zorgvuldig ontworpen om het perfecte evenwicht te bieden tussen maximale energie, hoog vermogen, veiligheid en lange levensduur.

Onze batterijen zijn het resultaat van diepgaande kennis van chemie, geavanceerde technologieën en slimme software. Met onze slimme BMS-systemen die elke cel individueel bewaken en balanceren, garanderen we een betrouwbare en veilige werking, zelfs onder de meest veeleisende omstandigheden. Dankzij onze unieke vloeistofkoeling blijven onze batterijen altijd op optimale temperatuur, waardoor ze sneller laden en langer meegaan.

Power Battery’s opladers werken volgens het bewezen en veilige CCCV-protocol en zijn volledig programmeerbaar om naadloos samen te werken met onze batterijen. Dit zorgt niet alleen voor snelle laadtijden, maar beschermt ook je investering tegen vroegtijdige slijtage.

Onze technologie is gebouwd om te presteren — of je nu de maximale actieradius wilt voor dagelijks gebruik of het piekvermogen nodig hebt voor intensief racen. En met betrouwbare communicatie via CAN-bus en uitgebreide bescherming tegen elektromagnetische storingen, ben je verzekerd van een batterij die altijd klaarstaat.

Kies voor Power Battery en ervaar het vertrouwen dat komt met een batterij die ontworpen is om te presteren, te beschermen en te blijven presteren — vandaag, morgen en vele kilometers verder.