Waarom een loodaccu vervangen door een lithiumaccu?

Lithiumaccu's worden steeds vaker gebruikt als vervanging voor traditionele loodaccu's in elektrische voertuigen, elektrische scooters, golfkarretjes, bedrijfsvoertuigen en andere elektrische mobiliteitstoepassingen met lage snelheid.

Vergeleken met loodaccu's kunnen lithiumaccupacks een hogere energiedichtheid, lager gewicht, langere levensduur en flexibelere capaciteitsconfiguraties bieden. Dit betekent dat, wanneer het voertuig en het accusysteem correct op elkaar zijn afgestemd, een lithiumaccu meer bruikbare energie kan leveren zonder het gewicht van het accupack significant te verhogen.

Bijvoorbeeld, het vervangen van een zwaar loodaccu-systeem door een correct ontworpen lithiumaccupack kan waardevolle ruimte en gewicht vrijmaken, waardoor voertuigfabrikanten de batterijcapaciteit kunnen optimaliseren en mogelijk het rijbereik kunnen vergroten.

Het vervangen van een loodaccu door een lithiumaccu is echter niet simpelweg een kwestie van een accu kiezen met dezelfde spanning.

Het accupack moet compatibel zijn met het elektrische systeem van het voertuig, de fysieke installatieruimte, de lader en het besturingssysteem.

Hier zijn vijf belangrijke factoren om te overwegen.

1. Houd de accuspanning compatibel met het voertuig

De eerste en belangrijkste overweging is de accuspanning.

Als een elektrisch voertuig oorspronkelijk is ontworpen voor een 48V accusysteem, moet de vervangende lithiumaccu normaal gesproken worden ontworpen rond dezelfde nominale spanning en een compatibel spanningsbereik.

Bijvoorbeeld:

• 36V loodaccu-systeem → compatibel 36V lithiumaccu-systeem
• 48V loodaccu-systeem → compatibel 48V lithiumaccu-systeem
• 60V loodaccu-systeem → compatibel 60V lithiumaccu-systeem
• 72V loodaccu-systeem → compatibel 72V lithiumaccu-systeem

Het is echter belangrijk te begrijpen dat alleen de nominale spanning niet volstaat.

Verschillende batterijchemieën hebben verschillende bedrijfs- en laadspanningsbereiken. De volledig opgeladen spanning van de lithiumaccu, de ontlaadspanning, de BMS-beveiligingsdrempels en het spanningsbereik van de voertuigcontroller moeten allemaal worden gecontroleerd voordat de vervanging plaatsvindt.

Wat gebeurt er als de spanning onjuist is?

Het gebruik van een accu met een te lage spanning kan leiden tot:

• Verminderde voertuigprestaties
• Lagere motorvermogen
• Onderspanningsbeveiliging van de controller
• Verminderd bruikbaar rijbereik

Het gebruik van een accu met een te hoge spanning kan leiden tot:

• Overspanning van de controller
• Overmatige elektrische stress
• Compatibiliteitsproblemen tussen motor en controller
• Mogelijke schade aan elektronische componenten

Daarom moet de spanningscompatibiliteit altijd worden bevestigd voordat een loodaccu wordt vervangen door lithium.

2. Controleer de afmetingen van het batterijcompartiment

De tweede belangrijke factor is de fysieke grootte van het accupack.

Een van de belangrijkste voordelen van lithiumaccu's is hun hogere energiedichtheid. De beschikbare installatieruimte bepaalt echter nog steeds hoe groot het accupack kan zijn.

Meet voordat u een vervangende accu bestelt:

• Lengte van het batterijcompartiment
• Breedte van het batterijcompartiment
• Hoogte van het batterijcompartiment
• Montagepositie
• Positie van de kabeluitgang
• Locatie van de connector
• Speling rond de accu
• Bevestigingspunten

Het is ook belangrijk om voldoende ruimte te laten voor installatie, trillingsbescherming, kabelgeleiding en thermisch beheer.

Het simpelweg selecteren van de accu met de hoogste capaciteit die theoretisch in het compartiment past, is niet altijd de beste oplossing.

Een accupack dat met bijna geen speling past, kan bijvoorbeeld moeilijk te installeren en te verwijderen zijn, terwijl overmatige compressie of mechanische stress moet worden vermeden.

Op maat gemaakte lithiumaccupacks kunnen ruimtebeperkingen oplossen

Voor OEM-toepassingen hoeft een lithiumaccupack niet altijd een standaard rechthoekig ontwerp te volgen.

Batterijcellen kunnen in verschillende configuraties worden gerangschikt om een op maat gemaakt pack te creëren dat past bij de beschikbare ruimte van het voertuig.

Dit is met name nuttig voor:

• Elektrische scooters
• Golfkarretjes
• AGV's en AMR's
• Robotvoertuigen
• Elektrische bedrijfsvoertuigen
• Elektrisch tuingereedschap
• Industriële voertuigen

Bij CLF kunnen de afmetingen van het accupack, de celconfiguratie, de connectoren, het BMS en de communicatie-interfaces worden aangepast aan de eisen van de toepassing.

3. Gebruik een lader die is ontworpen voor de lithiumaccu

Een lithiumaccu moet worden opgeladen met een lader die compatibel is met de specifieke batterijchemie en de spanning van het accupack.

Loodaccu's en lithiumaccu's hebben verschillende laadkarakteristieken. Daarom mag de originele loodaccu-lader niet automatisch opnieuw worden gebruikt, simpelweg omdat de uitgangsspanning vergelijkbaar lijkt.

Voor een lithiumaccu-systeem moet de lader worden afgestemd op:

• Batterijchemie
• Nominale accuspanning
• Volledig opgeladen spanning
• Aanbevolen laadstroom
• BMS-specificaties
• Vereisten voor laadtemperatuur

Een LiFePO4 accupack en een loodaccu-pack kunnen bijvoorbeeld verschillende laadspanningsvereisten hebben, zelfs als beide systemen algemeen worden aangeduid als "48V".

De lader en het BMS moeten samenwerken

Een correct ontworpen lithiumaccu-systeem omvat normaal gesproken zowel:

Accu + BMS + compatibele lader

Het BMS zorgt voor batterijbeveiliging, terwijl de lader het laadproces regelt volgens het vereiste spannings- en stroomprofiel van de accu.

Voor OEM-projecten raden we aan om de accu, het BMS, de lader en de voertuigcontroller als één compleet systeem te evalueren, in plaats van de accu als een geïsoleerd onderdeel te behandelen.

4. Kies de juiste lithiumaccu-chemie

Niet alle lithiumaccu's zijn hetzelfde.

Twee veelgebruikte lithium-ion-chemieën voor elektrische mobiliteitstoepassingen zijn:

LiFePO4 – Lithium IJzer Fosfaat

LiFePO4-accu's worden veel gebruikt waar veiligheid, levensduur en duurzaamheid belangrijk zijn.

Typische voordelen zijn:

• Goede thermische stabiliteit
• Lange levensduur
• Stabiele chemie
• Goede veiligheidskenmerken
• Geschikt voor frequente laad-/ontlaadtoepassingen

Dit maakt LiFePO4 een populaire optie voor veel elektrische voertuigen en industriële toepassingen.

NMC – Nikkel Mangaan Kobalt

NMC-accu's bieden over het algemeen een hogere energiedichtheid dan LiFePO4 en kunnen nuttig zijn wanneer gewicht en beschikbare ruimte belangrijke ontwerpbegrenzingen zijn.

Afhankelijk van de toepassing kan NMC worden overwogen voor:

• Compacte elektrische voertuigen
• Draagbare apparatuur
• Robotica
• Toepassingen met strikte gewichtsbeperkingen

De batterijchemie mag echter niet alleen op energiedichtheid worden geselecteerd.

De juiste keuze hangt af van:

Energiedichtheid + veiligheid + levensduur + bedrijfstemperatuur + vermogensvereisten + beschikbare ruimte + kosten.

Om deze reden is professioneel accupack-ontwerp belangrijk bij het ombouwen van een elektrisch voertuig van loodaccu naar lithium.

5. Zorg ervoor dat de lithiumaccu een goed BMS heeft

Een Battery Management System (BMS) is een van de belangrijkste componenten van een lithiumaccupack.

In tegenstelling tot een traditioneel loodaccu-systeem vereisen lithiumaccupacks geschikte elektronische beveiliging en monitoring.

Een BMS kan parameters bewaken zoals:

• Celspanning
• Packspanning
• Laadstroom
• Ontlaadstroom
• Cel-temperatuur
• Batterijtemperatuur
• Laadstatus (SOC)
• Overspanning
• Onderspanning
• Overstroom
• Kortsluitingscondities

Afhankelijk van het batterijontwerp kan het BMS ook aanvullende functies bieden, zoals:

• Celbalancering
• Communicatie via CAN
• RS485-communicatie
• UART-communicatie
• Bluetooth-monitoring
• Foutdetectie
• Gegevensregistratie

Bijvoorbeeld, een OEM elektrisch voertuig kan vereisen dat de accu communiceert met de voertuigcontroller via CAN of RS485. In dit geval moet het BMS dienovereenkomstig worden geselecteerd en geconfigureerd.

Daarom moet de BMS-selectie gebaseerd zijn op de werkelijke elektrische en communicatievereisten van het voertuig, in plaats van simpelweg een BMS te kiezen op basis van de batterijcapaciteit.

Loodaccu vs. Lithiumaccu: Wat moet u overwegen?

De werkelijke prestaties zijn afhankelijk van de batterijchemie, celkwaliteit, packontwerp, bedrijfsomstandigheden en voertuigsysteem.

Kan een lithiumaccu het bereik van een elektrisch voertuig verdubbelen?

Het vervangen van een loodaccu door lithium verdubbelt niet automatisch het bereik van het voertuig.

Het rijbereik hangt af van vele factoren, waaronder:

• Accuspanning
• Batterijcapaciteit
• Bruikbare energie
• Voertuiggewicht
• Motorrendement
• Controllerrendement
• Rijsnelheid
• Terrein
• Laadvermogen
• Banden spanning
• Omgevingstemperatuur
• Rijomstandigheden

Bijvoorbeeld, een 48V 100Ah accu heeft ongeveer:

48V × 100Ah = 4,8 kWh nominale energie

Een correct ontworpen lithiumaccu met een grotere bruikbare capaciteit kan meer beschikbare energie leveren en tegelijkertijd het batterijgewicht verminderen.

Daarom is het, in plaats van een vast "2x bereik" te beloven, technisch nauwkeuriger om te zeggen dat een lithiumaccu aanzienlijk meer bruikbare energie kan leveren en een langer rijbereik mogelijk maakt wanneer het voertuigsysteem er correct omheen is ontworpen.

Professioneel Lithiumaccupack-ontwerp is belangrijk

Het vervangen van een loodaccu door lithium is meer dan alleen het veranderen van de batterijchemie.

Een compleet vervangingsproject moet rekening houden met:

Batterijchemie → Celconfiguratie → Spanning → Capaciteit → BMS → Lader → Controller → Connectoren → Mechanische afmetingen → Communicatie → Beveiliging → Certificering

Voor OEM-fabrikanten kunnen deze vereisten per voertuig verschillen.

Een standaard accupack werkt mogelijk voor de ene toepassing, maar niet voor de andere.

Dit is waar een leverancier van op maat gemaakte lithiumaccupacks waarde kan bieden.

CLF Op Maat Gemaakte Lithiumaccu Oplossingen

CLF is gespecialiseerd in op maat gemaakte lithiumaccupacks en batterijcellen voor OEM-toepassingen.

We kunnen aangepaste batterijoplossingen ondersteunen op basis van uw voertuig- en apparatuurvereisten, waaronder:

• Aangepaste spanning en capaciteit
• LiFePO4 en NMC accupacks
• Aangepaste batterijafmetingen
• Aangepaste BMS
• CAN / RS485 / UART-communicatie
• Bluetooth-monitoring
• Celbalancering
• Aangepaste connectoren
• Laadoplossingen
• Prototype-ontwikkeling
• OEM/ODM accupack-ontwerp
• Batterijtesten en validatie

Of u nu een loodaccu in een bestaand voertuig vervangt of een nieuw elektrisch mobiliteitsproduct ontwikkelt, ons engineeringteam kan helpen bij het evalueren van de elektrische, mechanische en batterijbeheervereisten voordat de definitieve batterijconfiguratie wordt geselecteerd.

Conclusie

Het vervangen van een loodaccu door een lithiumaccu kan aanzienlijke voordelen opleveren, waaronder lager gewicht, hogere energiedichtheid, langere levensduur en grotere flexibiliteit in batterijcapaciteit en ontwerp.

Een veilige en betrouwbare conversie vereist echter meer dan alleen het kiezen van een lithiumaccu met dezelfde Ah-waarde.

De vijf belangrijkste factoren zijn:

1. Zorg voor spanningscompatibiliteit
2. Controleer de afmetingen van het batterijcompartiment
3. Gebruik een compatibele lithiumaccu-lader
4. Selecteer de juiste lithiumchemie
5. Gebruik een correct ontworpen BMS

Voor OEM-toepassingen moet de accu worden geëvalueerd als onderdeel van het complete elektrische systeem van het voertuig.

Op zoek naar een op maat gemaakt lithiumaccupack voor uw elektrische voertuig? Neem contact op met CLF met uw vereisten voor spanning, capaciteit, afmetingen, ontlaadstroom en communicatie. Ons engineeringteam kan helpen bij het ontwikkelen van een batterijoplossing op basis van uw toepassing.