Kerntechnologien von Lithium-{0}Ionen-Batterieladegeräten

Ladegeräte für Lithium-{0}Ionen-Batterien müssen bestimmte Lademethoden einhalten, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Die einfachste und am häufigsten verwendete Lademethode ist das Laden mit konstantem Strom und konstanter Spannung (CCCV).

Der CCCV-Ladevorgang umfasst typischerweise Phasen wie Erhaltungsladung, Konstantstromladung, Konstantspannungsladung und Ladebeendigung. Am Beispiel dedizierter Lademanagement-Chips wie AP5056, ME405x-Serie und FS4057 sieht ihr typischer Arbeitsablauf wie folgt aus: Wenn die Batteriespannung unter einem Schwellenwert liegt, wird zunächst eine Erhaltungsladung durchgeführt, gefolgt von einer Konstantstrom-Ladephase, bei der der Strom durch einen externen Widerstand eingestellt wird. Sobald die Batteriespannung den eingestellten Wert (z. B. 4,2 V) erreicht, wird auf Konstantspannungsladung umgeschaltet. Der Ladezyklus endet, wenn der Ladestrom auf ein -Zehntel des eingestellten Wertes absinkt.

Das Laden von Hochspannungsbatteriepaketen (wie sie beispielsweise in Elektrofahrzeugen verwendet werden) muss unter der Überwachung und Steuerung eines Batteriemanagementsystems (BMS) erfolgen. Das BMS verwaltet den Spannungsausgleich jeder Zelle innerhalb des Batteriesatzes durch Ausgleichsladetechnologie, die hauptsächlich passive Ausgleichs- und aktive Ausgleichsmethoden umfasst.

Zu den Hauptmerkmalen der Hochleistungs-Schnellladetechnologie gehören ein intelligentes Strommanagement (z. B. das Umschalten zwischen „Turbomodus“ und Erhaltungsladung basierend auf dem Batteriestatus), ein Design mit breiter Spannungskompatibilität und ein mehrschichtiges Sicherheitsschutzsystem, das Überspannung, Überstrom, Kurzschluss und Temperaturüberwachung integriert.