Hoe moet een LFP accu geladen worden?

In dit artikel bespreken we hoe een LFP accu geladen moet worden. Dat proces behelst drie fases: de bulk fase, de absorption fase en de float fase. Niet alleen bespreken we uitgebreid deze fases maar ook wat de trigger is om over te gaan van de ene naar de andere fase.

Afwijkende laadregimes

Hetgeen we hieronder bespreken is het veruit meest toegepaste laadregiem. Maar er bestaat ook een andere laadtechniek die we aan het eind van dit artikel zullen bespreken.

Drie laadfases

Het laden van een LFP accu bestaat uit drie laadfases. De bulk- , absorption- en de float fase. Het laden gebeurt altijd in dié volgorde.

Wat gebeurd er als een accu geladen wordt?

Voor het laden van een accu heb je een lader nodig. Dat kan bijvoorbeeld een losse LFP lader zijn, of een inverter/charger die onderdeel is van een energie opslag systeem (EOS) dan wel thuisbatterij, maar het kan ook een MPPT of PWM zonnepaneellader zijn. Wat je gebruikt, of zelfs een combinatie daarvan, dat maakt niet uit, zolang ze maar hetzelfde laadregime hanteren met dezelfde instellingen.

Bij een accu zal de hoogte van de accuspanning, dat is de spanning die we meten als de accu in rust is, dus niet aangesloten is op een belasting of lader, afhankelijk zijn van de state of charge (SoC), de ladingsgraad van de accu.

Hoe leger de accu, hoe lager de accuspanning, hoe voller de accu, hoe hoger de accuspanning.

Bij het laden van een accu is het de bedoeling om energie op te slaan in de accu. Bij het ontladen van de accu vloeide een elektrische stroom uit de accu, tijdens het laden is het net omgekeerd, dan vloeit een elektrische stroom naar de accu, de laadstroom.

De vraag is, hoe kunnen we bewerkstelligen dat er een laadstroom gaat vloeien? Daar is maar één antwoord op, we moeten op de plus en minpolen van de accu een apparaat aansluiten die een spanning heeft die hoger is dat die van de accu. Zo'n apparaat noemen we met een algemene term een lader (maar kan dus ook een inverter/charger of MPPT zijn).

Stel dat de accu een spanning heeft van 48 Volt, en we sluiten een lader hierop aan en stellen die lader in op 48 Volt, dan gebeurt er niets, er is immers geen spanningsverschil tussen lader en accu.

Stel dat we de spanning van de lader 0,1 Volt hoger instellen dan de accuspanning, dan zal er een stroom gaan vloeien richting de accu. De accu wordt dan geladen.

Hoe groot die laadstroom is kan je berekenen met de wet van Ohm. In dit geval gebruiken we de formule I=U/R, stroom is gelijk aan spanning gedeeld door de de weerstand.

Stel dat de 48 Volt LFP accu een interne weerstand heeft van 5 milliohm, dan kunnen we nu uitrekenen hoe groot de laadstroom is. We weten namelijk de "U" uit de formule, dat is het spanningsverschil tussen de lader en de accu en dat is in dit voorbeeld 0,1 Volt, en de "R" uit de formule is de interne weerstand van de accu, in dit voorbeeld 5 milliohm (0,005 Ohm).

Die gegevens gebruiken we in de formule en dat wordt: I=0,1/0,005 en daar volgt uit een stroom van 20 Ampère.

Willen we dat de laadstroom twee keer zo hoog wordt, dan moeten we dus het spanningsverschil tussen accu en lader met een factor twee verhogen. Dus geen 0,1 Volt verschil maar 0,2 Volt verschil. Dus als de lader een laadspanning heeft van 48,2 Volt en de accu een spanning heeft van 48 Volt, dan is het spanningsverschil 0,2 Volt. De laadstroom wordt dan I=0,2/0,005 en daar volgt uit 40 Ampère.

We moeten wel opmerken dat de lader wel deze laadstroom moet kunnen leveren, want je kan wel de laadspanning op 49 Volt instellen, dat zou dan een laadstroom opleveren van 200 Ampère, maar de lader kan die stroom mogelijk niet leveren. In dat geval zal de laadspanning van de lader dalen tot een nivo dat "hoort" bij de maximale stroom die de lader kan leveren. Zou dat 80 Ampère zijn, dan hoort daar een laadspanning bij (in dit voorbeeld) van 48,4 Volt, immers (48,4-48)/0,005=80 Ampère.

Voor iedere accu kan je in de specificaties lezen hoe groot de nominale laadstroom, In (lees als I nominaal) of beter geschreven I_n mag zijn. De stroom die gebruikt kan worden zonder dat dit schade toebrengt aan de accu. Zie deze nominale laadstroom als "de geadviseerde maximale laadstroom". Dat is iets anders dan de absolute maximale laadstroom die kortdurig mag plaatsvinden (en veel hoger is dan de nominale laadstroom en ook gespecificeerd wordt door de accufabrikant).

Constant Voltage (CV)

Stel dat je de accu met 40 Ampère mag laden, dan lijkt het laden simpel. Bij de accu in dit voorbeeld stellen we de lader in op 48,2 Volt en tjakka, daar vloeit een stroom van 40 Ampère. Hoe makkelijk kan het zijn?

Maar het is moeilijker dan je denkt. Want zodra de accu geladen wordt, dus de SoC stijgt, zal de accuspanning langzaam stijgen. Stel dat na een bepaalde periode de accuspanning gestegen is naar 48,1 Volt, dan is het spanningsverschil tussen lader en accu nog maar 48,2-48,1=0,1 Volt. En bij die interne weerstand van de accu van 0,005 Ohm zal de laadstroom dus zijn: I=0,1/0,005 en dat is 20 Ampère.

Je hebt zojuist iets heel fundamenteels geleerd. Als je de laadspanning constant houdt, zal de laadstroom steeds verder dalen met het stijgen van de SoC van de accu.

Dat laden met een constant laadspanning is een belangrijk onderdeel van het laadproces en dat wordt laden met een "Constant Voltage" genoemd en dat wordt toegepast in de tweede fase van het laadproces, de absorption fase.

Constant Current (CC)

Eerst een retorische vraag: kan je een accu laden met een constante laadspanning? Ja, dat is mogelijk alleen duurt het erg lang. In eerste instantie zal het laden snel gaan, maar doordat het spanningsverschil tussen lader en accu steeds kleiner wordt, zal de laadstroom steeds kleiner worden en duurt het heel lang voordat je de accu als redelijk geladen beschouwd, want tot 100% geladen krijg je hem nooit. Ter illustratie, eerst is de laadstroom bijvoorbeeld 20 Ampère, en al ras wordt dat 20 Ampère, dan 10 Ampère, dan 5 Ampère, gevolgd door 2,5, 1,25, 0,625, 0,3125 et cetera. Het is alsof je met de fiets op weg bent naar je doel, maar tijdens de rit ga je steeds langzamer rijden, en die snelheid in km/u is gelijk aan de afstand tot het object. Op 20 km van het object is je snelheid 20 km/u maar is de afstand nog maar 1 km dan is de snelheid nog maar 1 km/u, en op 500 meter nog maar 0,5 km/u en bij 250 meter is dat nog maar 0,25 km/u. Je zal uiteindelijk, na een énorme lange tijd het doel heel dicht benaderen, maar aankomen zal je nooit.

Het laden van een accu met een vaste spanning is dus geen slim idee. Je wilt de accu gewoon redelijk snel geladen hebben. Dat betekent ook dat je dus die stroom niet moet laten afnemen, maar juist constant moet houden. Je fiets dan naar het object met een constante snelheid, en dan kom je er wel.

Wil je, terwijl de accuspanning oploopt tijdens het laden, de laadstroom gelijk houden, dan moet je het verschil tussen de laadspanning en de accuspanning dus gelijk houden.

Gaat de accuspanning iets omhoog omdat de accu iets voller geladen is? Dan moet de laadspanning met een evengrote stap stijgen. Hiermee blijft het spanningsverschil gelijk, dus zal ook de laadstroom ook gelijk blijven.

Deze manier van laden wordt "Constant Current" (constante stroom) laden genoemd. Die wordt tijdens de bulk fase gebruikt.

Bulk fase

Tijdens de bulkfase is het doel om de accu met een flinke snelheid te laden. Niet snelladen, maar in deze fase treuzelen we niet. Grote stappen, snel thuis.

De hoogte van de laadstroom zal afhangen van twee factoren.

1. De normale maximale laadstroom (nominale laadstroom) zoal deze gespecificeerd door de accufabrikant, een grotere stroom willen we zeker niet.

2. Hoe snel wij de accu willen en kunnen laden.

De laadstroom wordt de een accufabrikant gespecificeerd als een C-waarde. Heeft een accu een capaciteit van bijvoorbeeld 300 Ah, en de fabrikant specificeert een nominale laadstroom van maximaal 0,5C, dan is dat dus een stroom van 0,5 keer de capaciteit, dus 0,5 x 300 = 150 Ampère.

Bij 0,5C zal de accu in twee uur geladen zijn (bij 1C in één uur, bij 0,1C duurt dit tien uur).

Nu is de vraag hoe snel wil jij dat de accu geladen wordt? Een antwoord daarop is altijd een afweging van bepaalde negatieve factoren. Hoe hoge de laadstroom, hoe warmer de accu's worden. De temperatuurstijging zal kwadratisch toenemen met de laadstroom. Dat komt omdat de warmte die vrijkomt gelijk is aan de stroom in het kwadraat maal de interne weerstand van de accu (op basis van de formule P=I²xR).

Stel dat je de voorbeeldaccu met een interne weerstand van 0,005 ohm laad met 50 Ampère, dan zal een warmte geproduceerd worden die gelijk is aan P=50²x0,005 en dat is 12,5 Watt. Als de laadstroom twee keer zo groot wordt, zal de warmteproductie met een factor vier toenemen, kijk maar, bij 100 Ampère is dit al: P=100²x0,005 en dat is 50 watt. Bij een stroom van 0,5C dus in dit voorbeeld 150 Ampère is de warmteproductie al toegenomen tot P=150²x0,005 en dat is 112,5 watt!

Als accu's ergens een hekel aan hebben, en LFP is daar zeker geen uitzondering op, dan is het wel warmte. Hoe warmer, hoe sneller de accu degradeert (de capaciteit permanent afneemt), dus de levensduur afneemt.

Accu's zijn relatief duur, dus daar wil je zuinig mee omgaan. Dus warm laten worden van de accu's, dat wil je voorkomen.

Maar aan de andere kant, het leven is maar kort, je wil wel dat in een redelijk tijd de accu geladen wordt. Veelal zal je de accu laden met zonne-energie, dus wil je dat de accu geladen is binnen bijvoorbeeld vier uur volle zonneschijn. Je wil immers de beschikbare zonne-energie, zeker in de wintermaanden, maximaal benutten en liefst niets terugleveren aan het net. In vier uur laden (van een totaal lege accu) zou dan een laadstroom zijn van 0,25C.

Je zal dus een afweging moeten maken tussen laadsnelheid en levensduur. Is de omgevingstemperatuur (op dat moment) hoog, dan zal je het wat rustiger aan moeten doen dan als de omgevingstemperatuur rond de 20°C ligt.

Daarnaast, een lader van 150 Ampère voor een 48 Volt accu, dat is een flinke knaap. Want daarvan is het vermogen 150x48=7200 Watt. Zou je dat vermogen uit een 230 Volt aansluiting willen betrekken dan is dat een stroom van 7200/230=31,3 Ampère. Dat is flink.

Wanneer eindigt de bulkfase?

Stel dat je besluit om de accu met 0,2C te laden. Dan is de accu, in vijf uur geladen (uitgaande dat de accu geheel ontladen was). Dat is voor een LFP accu een mooie en gangbare laadsnelheid waarbij relatief weinig warmteontwikkeling plaatsvindt.

Vaak kan de laadsnelheid nog veel lager zijn, denk aan 0,1C omdat de accu meestal nooit helemaal leeg is.

In de winter, als de zon maar kort schijnt kan je de afweging maken om de laadstroom te verhogen (de omgevingstemperatuur zal dan toch relatief laag zijn) om toch binnen een redelijk tijdsbestek de accu te laden én de beschikbare zonne-energie maximaal te benutten.

Tijdens het laden, en we verkeren nu in het eerste stadium van het laadproces, de bulk fase, wordt de accu met een constante stroom (CC) geladen. Dat is, zoals je inmiddels begrepen hebt, alleen maar mogelijk als de laadspanning steeds verder stijgt.

De vraag is, tot hoever mag die laadspanning stijgen? Die grens wordt door de fabrikant gesteld, maar is in vrijwel alle gevallen voor een bepaald type accuchemie gelijk.

Zo zal bij een gangbare LFP accu de laadspanning niet verder mogen stijgen dan 3,65 Volt per accucel. Heb je een 16S accu, dus een accu met 16 accucellen in serie, dan is die spanning dus 16x3,65 Volt en dat is 58,4 Volt.

Overigens, of je de accu door laat laden tot een celspanning van 3,65 Volt is een vraag die je zelf moet beantwoorden. Ook hier is het een afweging van nadelige aspecten. Alleen is die afweging een stuk makkelijker.

Stop je eerder met laden, bijvoorbeeld bij een celspanning van 3,45 Volt, dan zal de accu minder ver geladen zijn dan bij 3,65 Volt. Maar dat verschil is nog geen 5%. Je mist dus 5% lading.

Er lijkt een consensus te zijn dat als je de accu met een wat lagere maximale laadspanning laad, bijvoorbeeld 3,45 of 3,5 of desnoods 3,55 Volt dat dit positief zou uitwerken op de levensduur van de accu, het aantal cycli. Maar, er is geen harde praktijkdata beschikbaar of dit ook werkelijk zo zal zijn. Immers, de levensduur van een LFP accu wordt op "zeer lang" geschat, zeker meer dan 10 jaar. Maar die 10 jaar zijn nog niet voorbij voor LFP accu's die op grote schaal geproduceerd zijn.

Maargoed, je stelt ergens een grens, bijvoorbeeld bij 3,45 Volt per cel, en dat betekent dat de bulkfase, de constant current fase, beëindigd moet worden zodra de laadspanning deze 3,45 Volt per accucel bereikt heeft.

Zodra de laadspanning deze grenswaarde bereikt heeft eindigt de bulkfase en volgt de absorption fase.

NB: tijdens de bulkfase wordt geladen "met een constante stroom". Gebruik je zonnepanelen als energiebron voor het laden, dan is niet altijd voldoende stroom beschikbaar om die laadstroom constant te houden. In dat geval daalt de laadstroom als de zonneproductie even minder wordt. Gaat die weer omhoog, dan zal de laadstroom weer stijgen tot de ingestelde constante laadstroom. Het komt door het niet beschikbaar zijn van voldoende stroom dat deze fase soms onderbroken wordt met periodes van minder stroom, maar dat verandert niets aan deze fase en dat is dat getracht wordt om de stroom gelijk te houden. Ondanks mogelijke tijdelijke dalingen van de laadstroom wordt dit toch de "constant current" fase genoemd.

Absorption fase / constant voltage / cell balancing

Aan het eind van de bulkfase is de accu nog niet geheel geladen. Hoever hij geladen is, zal primair afhangen de de laadstroom. Hoe hoger de laadstroom is geweest in de bulkfase, hoe minder vol de accu aan het eind van de bulkfase zal zijn. Is de laadstroom daarentegen heel klein geweest (weinig zonne-instraling, dus lage laadstroom), dan zal de accu haast geheel geladen zijn aan het eind van de bulkfase.

Het is de taak van de absorption fase om een een mogelijk niet geheel geladen accu in deze absorption fase wél (haast^[1]) vol te laden. Dat gebeurt altijd met een constante spanning, de absorption spanning.

Omdat de laadspanning tijdens de absorption fase gelijk gehouden wordt, ook wel genoemd de constant voltage (CV) fase, zal de laadstroom relatief snel dalen maar nooit helemaal op nul uitkomen.

Die afnemende stroom, wordt tail current of staartstroom genoemd. Die naam heeft hij gekregen omdat dit het laatste onderdeel is van het laden. Maar het kan ook zijn dat de naam afgeleid is van de vorm van deze dalende laadstroom als je deze in een grafiek ziet. In die grafiek staat op de y-as de laadstroom en de x-as de tijd. De lijn in die grafiek lijkt op een "hangende staart" van bijvoorbeeld een hond.

Zou je langdurig de absorption fase aanhouden, dan zal je de accu overladen (we komen daar later bij de float fase op terug) en dat is funest voor de accu en kan. Als het overladen te lang doorgaat, kan dat catastrofale gevolgen hebben, zoals het gassen van de accu.

We moeten dus op een gegeven moment deze laadfase afsluiten voordat een te grote stress in de accu ontstaat. Fabrikanten van LFP accucellen adviseren vaak een tailcurrent cut-off van 0,05C. Dat betekent dat zodra de laadstroom gedaald is tot 5% van de capaciteit van de accu, de absorption fase afgesloten moet worden. Als voorbeeld, bij een 300 Ah accu is dat dus 0,05x300=15 Ampère. Bij een LFP lader is deze tailcurrent instelbaar (of een absorption timer, zie later). Je stelt dan in bij welke (gedaalde) stroomsterkte de absorption fase afgesloten moet worden.

Voor de duidelijkheid, in de lader stel je primair vijf dingen in: een maximale laadstroom van bijvoorbeeld 60 Ampère, een absorption spanning van bijvoorbeeld 3,45 Volt, een tailcurrent van bijvoorbeeld 15 Ampère, een float spanning en een float timer (waar we straks op in gaan). Tijdens de bulk fase zal de laadspanning langzaam oplopen richting die absorption spanning, zodra deze die 3,45 Volt heeft bereikt, dan start de absorption fase en wordt de laadspanning niet verder verhoogd. Die blijft in dit geval 3,45 Volt.

Die tailcurrent van 0,05C is op zich een prachtig idee, en je volgt daarmee de specificaties van de accufabrikant, maar soms is de praktijk is soms iets weerbarstiger.

Heb je een accu die je laad met zonne-energie, en is zojuist de bulk fase afgesloten, dan zit je nu in de absorption fase en die wacht tot de laadstroom daalt tot bijvoorbeeld 0,05C.

Maar, dat zal je altijd zien, die absorption fase is nog geen halve minuut begonnen of daar schuift net een wolk voor de zon. Daardoor daalt de laadstroom significant en mogelijk onder de 0,05C. Het gevolg is dat daarmee de absorption fase afgesloten wordt, terwijl de accu toch best nog wel wat elektrische energie had kunnen absorberen.

Om dat scenario te voorkomen wordt vaak gebruik gemaakt van een absorption timer. Zodra de bulk fase beëindigd is, wordt een absorption timer gestart, die je zelf kan instellen. Bijvoorbeeld op één uur.

Tijdens dat ene uur wordt de laadspanning constant gehouden, de absorption spanning.

Ook dit garandeert niet altijd een compleet geladen accu, maar doorgaans is dit ruim voldoende. Dat we af en toe een paar procentjes missen, het is dan maar zo.

Die absorption timer moet niet te lang gekozen worden om mogelijk overladen van de accu te voorkomen.

Tijdens de absorption fase is ook hét moment om het BMS de accucellen te laten balanceren. Dat moet namelijk niet gebeuren bij lagere spanningen dan de absorption spanning omdat dan het balanceren een averechts effect heeft.

De absorption fase wordt dus beëindigd doordat de tailcurrent onder een bepaalde waarde daalt of een bepaalde tijd voorbij is. Daarna gaat de lader over naar de float fase.

De accu wordt nu gezien als "geheel geladen" en dat is dan ook het moment dat de SoC op 100% gezet wordt. Die zou feitelijk, na het volladen, vanzelf op 100% moeten uitkomen, maar dat is nooit het geval vanwege het verloop van de SoC.

Float fase

Wil je het nut van de floatfase doorgronden en waarom daar een andere "laad"spanning bij hoort, moet je eerst wat weten over de eigenschap van een LFP accucel.

Stel dat een LFP accucel geheel geladen is met een laadspanning van bijvoorbeeld 3,65 en een tailcurrent van 0,05C en we de accucel dan losmaken van de lader (dus niets op de accu aangesloten is), dan zal je zien dat de accuspanning langzaam daalt. Hij daalt naar een bepaalde rustspanning. Die rustspanning is afhankelijk van de SoC van de accu. Bij een volgeladen LFP accucel is dat circa 3,37 Volt.

Tijdens het laden van een accu ontstaat er stress in de accu, en dat vertaalt zich in een hogere accuspanning van bijvoorbeeld 3,65 Volt, maar als die stress weg is (de lader is losgekoppeld) dan zal de rustspanning rond de 3,37 Volt liggen. Dat is een nivo van een geladen LFP accu "zonder stress".

Als een accu net volgeladen is, en dus de bulk en absorption fases heeft doorlopen, dan moet je hem gaan gebruiken (dus gaan ontladen) en als dat op dat moment niet aan de orde is moet je hem laten ontstressen. Dus moet de laadspanning grofweg gelijk zijn aan een volgeladen accucel in rust en dat is circa 3,37 Volt.

Zou je, nadat de accu volgeladen is, de spanning houden boven dit rust nivo, dan zal er een kleine laadstroom vloeien en hou je de accu nog "onder stress" en dat niet verstandig. En waarom zou je? Hij is toch echt al volgeladen.

Dus als de accu voor (vrijwel^[1]) 100% geladen is, dan moet je het laden stoppen en de laadspanning verlagen naar die rustspanning. En dat is wat er gebeurd tijdens de float fase.

In de lader heb je ingesteld wat de float (laad)spanning is. Die is dus altijd lager dan de absorption spanning. Veelal wordt een float spanning aangehouden van 3,35-3,37 Volt.

Dus na de absorption fase heeft de accu een spanning van bijvoorbeeld 3,45 Volt en de lader heeft de laadspanning verlaagd naar de float spanning van bijvoorbeeld 3,35 Volt. Omdat de accuspanning hoger is dan de laadspanning, zal er dus geen stroom gaan vloeien. Andersom zou technisch mogelijk zijn, maar een mogelijke stroom van accu naar lader wordt tegengehouden door de lader.

De float spanning is in eerste instantie dus eigenlijk geen "laad" spanning, immers de accu wordt dan niet meer geladen.

Als de accu tijdens de float fase energie moet leveren, dus ontladen wordt, dan zal de accuspanning langzaam dalen. Dat betekent dat de accuspanning op een gegeven moment onder de float spanning komt. Daardoor zal de lader (als zonne-energie beschikbaar is) automatisch stroom leveren. Immers de accuspanning daalt onder de (lader) float spanning dús ontstaat er een spanningsverschil en dat leidt tot een laadstroom.

Is op dat moment geen of onvoldoende zonne-energie beschibaar, dan zal de accuspanning verder dalen, onder deze floatspanning. Niet getreurd, morgen weer nieuwe zoninstralingskansen.

Rebulk en float-timer

De rebulk fase is feitelijk geen aparte laadfase, we geven daarmee aan dat het laadregime na het doorlopen van bulk, absorption en float opnieuw de bulk fase in gaat.

Dat is op zich, als je zonnepanelen hebt, een natuurlijk verschijnsel, iedere dag zal de accu in principe weer geladen worden, maar dat wordt niet rebulk genoemd, dat heet bulk.

Rebulk is wanneer de de bulk en absorption fase doorlopen is, maar de accu tijdens de floatfase sterk ontladen is, en wel ver voorbij de floatspanning.

Wanneer de zonnepanelen tegen de eind van de dag nog voldoende energie leveren kan dan de accu opnieuw geladen worden. Dát is wat rebulk wordt genoemd. Dus een bulk fase maar die plaats vindt binnen dezelfde dag.

Het is onverstandig om als de accu nét onder de floatspanning gekomen is, hem gelijk weer te gaan laden. Want dat laden, zeker "aan de bovenkant" van de SoC brengt meer interne spanning met zich mee dan in lagere SoC regionen.

Vandaar dat een goede acculader een mechanisme heeft om de rebulk pas te starten als voldaan wordt aan een bepaald criterium. Het meest eenvoudige is dat gebruik wordt gemaakt van de float-timer. Die kan een waarde hebben van bijvoorbeeld zes uur.

Zodra de lader overgaat van de absorption fase naar de float fase, wordt een timer gestart. De float timer. Zodra de timer een vooringestelde tijd bereikt heeft, zes uur in dit voorbeeld, en op dat moment nog voldoende zonne-energie beschikbaar is, kan een rebulk plaatsvinden. Maar dit is onder normale omstandigheden een niet veel voorkomende situatie.

Resumé

Het laden van een accu vindt plaats door een laadspanning te gebruiken die iets boven de accuspanning ligt. De eerste fase van het laden wordt de bulk fase genoemd. Hierbij wordt de laadstroom constant gehouden (indien dit mogelijk is vanwege zonne-energie) en zal de accuspanning langzaam stijgen, en daardoor moet de laadspanning met gelijke tred meestijgen.

De laadspanning bijft in de bulk fase almaar stijgen totdat de ingestelde absorption spanning bereikt is. Op dat moment schakelt de lader over van een constante laadstroom naar een constante laadspanning en zal de laadstroom steeds verder dalen. Deze fase wordt de absorption fase genoemd.

Tijdens de absorption fase worden de accucellen gebalanceerd.

Zodra de laadstroom onder de 0,05C grens komt of dat een bepaalde "absorption time" voorbij is, wordt de SoC op 100% gezet en wordt de float fase gestart.

In de float fase wordt de laadspanning lager gehouden dan de absorption spanning, waardoor geen laadstroom meer zal vloeien. Logisch, de accu is immers al volgeladen. Mocht de accu ontladen worden dan zorgt deze float spanning dat de accu geladen blijft, maar dan op een stress-loos float nivo.

De float fase blijft actief totdat de float timer afloopt. Dat is meestal na een uur of zes tot acht. Daarna pas kan de accu weer in de bulk fase geladen gaan worden. Onder normale omstandigheden is dat "de volgende dag" als het zonnetje opnieuw gaat schijnen.

Dit laadregiem wordt ook wel CC/CV laden genoemd, naar constant current / constant voltage.

NB: de absorption spanning wordt ook wel bulk voltage of boost voltage genoemd, dat is de maximale laadspanning tijdens de bulk fase en is gelijk aan de laadspanning die gehanteerd wordt tijdens de absorption fase.

Mag je meerdere laders tegelijkertijd aansluiten op een LFP accu?

Ja, je mag zoveel lader als je wilt op een accu aansluiten, en het mogen ook verschillende typen zijn, daarmee bedoelen we dat je een eenvoudige LFP lader samen mag gebruiken met een inverter/charger en een MPPT zonnepaneellader.

De enige voorwaarde is dat de instellingen van de gebruikte laders gelijk zijn én dat de laadstroom niet hoger wordt dan gespecificeerd door de accucelfabrikant.

Alternatief laadregiem

Een kleine groep accu-eigenaren kiest er voor om het laadregime te vereenvoudigen. Men hanteert een bulkfase met doorgaans een wat hogere spanning bijvoorbeeld 3,6 of 3,65 Volt en als de bulk fase voor bij is, schakelt men gelijk door naar de float fase.

Het idee van dit afwijkend laadregiem is dat vaak eerst voorzichtig de accu geladen wordt met een absorption spanning van bijvoorbeeld 3,45 Volt en dan in de absorption fase de accu vrijwel vol laad. Maar die absorption fase, die door de fabrikant doorgaans gesteld wordt met een tailcurrent cut-off van 0,05C is in de praktijk moeilijk realiseerbaar als je gebruik maakt van zonnepanelen omdat de laadstroom vrij snel fluctueer.

Daarom gebruikt men een bulk fase met een relatief hoge laadspanning van 3,6 of 3,65 Volt en zodra die bereikt is, gaat men direct over naar de float fase. Door de wat hogere absorption spanning zal de accu tijdens de bulk fase verder geladen worden dan tijdens de bulk fase met een spanning van bijvoorbeeld 3,45 Volt. Maar ook dan zal de accu niet helemaal volgeladen zijn. Dat neemt men dan voor lief.

Verder lezen

Dit artikel maakt deel uit van een artikelenreeks waarbij we de vele aspecten van zelfbouw van een thuisbatterij bespreken.