Die Vorladefunktion einer Lithiumbatterie ist eine kontrollierte Ladestufe mit niedrigem Strom, die für Batterien mit sehr niedriger Spannung (unter 2,8 V bis 3,0 V) verwendet wird oder um den Einschaltstrom zu begrenzen, wenn ein Hochspannungssystem zum ersten Mal eingeschaltet wird. Dies verhindert Schäden an einer entladenen Batterie, indem eine hohe Anfangsladung vermieden wird, und stabilisiert die Systemspannung in Hochleistungsanwendungen, wodurch Sicherheit gewährleistet und die Batterielebensdauer verlängert wird.

Wann es verwendet wird

Laden einer tiefentladenen Batterie:Wenn die Spannung einer Batterie zu stark abfällt, könnte ein hoher Strom dauerhafte Schäden verursachen. Die Vorladestufe verwendet einen sehr niedrigen Strom (z. B. 10 % bis 20 % der Nennkapazität), um die Spannung langsam auf ein sicheres Niveau zu bringen, bevor das normale Laden beginnt.

Einschalten eines Systems:In Hochleistungs-Gleichstromsystemen (wie z. B. solchen mit Wechselrichtern oder Energiespeichern) kann das direkte Anschließen an eine Batterie einen großen, schädlichen Einschaltstrom erzeugen, der Sicherheitskreise auslösen kann. Eine Vorladeschaltung verwendet einen Widerstand, um die Kondensatoren des Systems langsam zu laden, wodurch die Spannung allmählich und sicher ansteigen kann, bevor der Hauptschütz für volle Leistung schließt.

Herstellungsprozess:In der Herstellung ist das Vorladen ein Schritt nach dem Befüllen mit Elektrolyt, um eine Schutzschicht auf den Elektroden zu erzeugen. Neu produzierte Batterien befinden sich in einem extrem niedrigen Spannungszustand. Das Vorladen kann die Spannung der Batterie langsam auf ein sicheres Niveau erhöhen, indem ein kleinerer Strom angelegt wird, um die Batterie und die Chemikalien in der Batterie zu aktivieren, wodurch die Batteriekapazität erhöht, ihre Leistung und Zuverlässigkeit verbessert wird.

Wie es funktioniert

In Ladeanwendungen:Ein Ladegerät wechselt zuerst in einen Vorlademodus mit niedrigem Strom, um die Spannung einer entladenen Batterie langsam zu erhöhen. Sobald die Spannung einen eingestellten Schwellenwert erreicht (z. B. 3,0 V), schaltet das Ladegerät in die Konstantstromphase für den Großteil des Ladevorgangs.

In Stromversorgungssystemen:Eine Vorladeschaltung führt einen hohen Widerstand in den Pfad zwischen der Batterie und den Kondensatoren des Systems ein. Dies begrenzt den Strom auf ein sicheres Niveau, wodurch sich die Kondensatoren bis fast zur Batteriespannung aufladen können. Sobald die Spannungsdifferenz klein genug ist, schließt ein Relais oder Schütz, um den Widerstand zu überbrücken, und das System kann normal arbeiten.

Vorteile des Vorladens

Verhindert Schäden:Es verhindert, dass hohe Ströme die Batterie beschädigen oder die Sicherheitsabschaltungen des Systems auslösen.

Gleicht Zellen aus:Hilft, die Ladung innerhalb der Batteriezellen auszugleichen, wodurch eine größere Stabilität während des Ladevorgangs gewährleistet wird.

Verlängert die Batterielebensdauer:Durch die Vermeidung von Schäden und Überlastung der Zellen trägt das Vorladen dazu bei, die Gesundheit der Batterie im Laufe der Zeit zu erhalten.

Verbessert die Sicherheit:Es erzeugt einen stabileren und vorhersehbaren Systemstart, indem es den anfänglichen Energieschub steuert.

Erhöht die Effizienz:Bei tiefentladenen Batterien macht es den gesamten Ladevorgang effizienter. Wenn die Vorladestufe abgeschlossen ist, kann die Batterie eine höhere Ladegeschwindigkeit akzeptieren.