Steca Elektronik Katalog PV Autarke Systeme (06|2018)

STECA‘S LADETECHNOLOGIE
U [V]
12,6
12,0
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
State of Charge (SOC) − Ladezustand
Tiefentladeschutz (SOC = 30%)
11,4
1 3
20 %
2
10 %
konstante Entladespannung
10,8
7.5 A
5 A
0 %
10 A
10,2
20 A
15 A
30 A
I = 25 A
Batteriespannung
9,6
9,0
8,4
40 A
50 A
60 A
80 A
100 A
Entladestrom
0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30
Kapazität
C [Ah]
Steca Produkte zeichnet eine opitmale Ladezustandsberechnung
aus. Sie ist der Schlüssel zu einer langen
Lebensdauer der Batterie.
Was bedeutet SOC?
Mit SOC oder state of charge bezeichnet man den aktuellen Ladezustand
der Batterie. Dieser wird in Prozent angegeben. Eine Batterie ist voll
geladen, wenn der SOC bei 100 % ist. Der niedrigste erreichbare Wert ist 0 %.
Theoretisch können auch alle dazwischen liegenden Werte erreicht werden,
aber die meisten Batterietypen sollten Ladezustandswerte von unter 30 %
nicht erreichen. Dadurch können schnell gefährliche Tiefentladungen entstehen,
die die Lebensdauer der Batterie verkürzen oder auch direkt zerstören.
Der Batterieladezustand sollte nicht mit der momentan noch verfügbaren
Restkapazität der Batterie verwechselt werden. Die tatsächliche Restkapazität
der Batterie hängt von vielen Parametern, wie der Temperatur, dem Alter,
der Geschichte der Batterie und vielen anderen ab. Eine grobe Aussage über
die momentane Restkapazität der Batterie kann man erhalten, indem man
den aktuellen Ladezustand der Batterie mit deren Nominalkapazität multipliziert.
Mit zunehmendem Alter der Batterie kann sich die Nominalkapazität
aber erheblich ändern, wodurch die Aussage über die noch verfügbare Kapazität
stark verfälscht werden kann.
Abbildung oben
...zeigt die Charakteristik einer 12 V-Bleibatterie mit 28 Ah
Nennkapazität. Ihre Spannung ändert sich in Abhängig keit
der Lade- und Entladeströme sowie des Ladezustands. Wird
nun eine feste Entladeschlussspannung auf 11,1 V festgesetzt,
so bedeutet dies, dass eine volle Batterie bei einem
Entladestrom von 50 A schon bei 70 % Ladezustand abgeschaltet
wird (Punkt 1). Das wird durch die grüne Linie in der
Abbildung dargestellt. Ein Großteil der noch zur Verfügung
stehenden Kapazität kann in diesem Fall nicht genutzt werden.
Wenn dieselbe Batterie aber mit 5 A entladen wird, so
schaltet das System bei derselben Festspannung von 11,1
V ab, was in diesem Fall aber etwa 10 % Ladezustand bedeutet
(Punkt 2).
Dies ist schon ein gefährlich tiefer Ladezustand, durch den
die Batterie erheblichen Scha den nehmen kann. Nur bei
einem Entladestrom von 25 A würde die Batterie im vorliegenden
Fall korrekt bei 30 % SOC abgeschaltet werden
(Punkt 3).
Mit dem Steca Ladezustandsalgorithmus ist der Regler in
der Lage, bei allen Entladeströmen die Batterie bei der korrekten
Schwelle abzuschalten. Die Abschaltspannung ergibt
sich im Bild durch Kreuzung der 30 %-Linie mit dem Entladestrom
(Steca SOC Tiefentladeschutz). Nur ein solches
Vorgehen kann eine optimale Batterie pflege und damit eine
lange Lebensdauer gewährleisten.
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