Kalibrierung von Batterien
Definition
Eine Kalibrierung des Speichers ist notwendig, um den Ladezustand (State of Charge = SOC) der Batterie zu definieren und wieder korrekt anzuzeigen. Ohne Kalibrierung kann das BMS sowie die Batterie den SOC ungenau werden.
Ablauf der Kalibrierung
Das Batteriemanagementsystem (BMS) erkennt die einzelnen Ladezustände mittels einer Abgleich-Tabelle. Dabei vergleicht das BMS die gemessenen Spannungen und Temperaturen jeder einzelnen Zelle in den Batterien mit der abgespeicherten Tabelle. Dier Abgleich bzw. eine Kalibrierung kann nur stattfinden, wenn die Batterie sich > 89 % ladet oder < 21 % entladet.
Zwischen 21 % und 89 % erfolgt keine direkte Kalibrierung, da in diesem Bereich dies technisch nicht möglich ist. Erfolgte für längere Zeit keine Kalibrierung-Phase, kann es vorkommen, dass der Speicher längere Zeit 89 % oder 21 % anzeigt und sich der Wert danach sprunghaft verändert, obwohl die Batterien währenddessen geladen oder entladen werden. Danach sind Batterien kalibriert und der Ladezustand ist ermittelt.
Das BMS führt die Kalibrierung jedes Mal automatisch durch, sobald der Speicher einen SOC von 89 % erreicht und weiter lädt, beziehungsweise der SOC 21 % erreicht hat und weiter entlädt. Somit wird der angezeigte Bereich regelmäßig neu ermittelt.
Balancieren von Batterien
Definition
Beim Balancieren werden alle Zellen der Batterien auf denselben Ladezustand gebracht. Ist das Balancing abgeschlossen, kann die volle Kapazität der Batterien genutzt werden.
Da das BMS aufgrund des Tiefentlandungsschutzes ausschließlich den niedrigsten SOC aller Zellen angibt, kann es vorkommen, dass die Batterie nicht mehr vollständig geladen wird. Dies geschieht, wenn eine der Batterien den SOC von 100 % erreicht hat.
Balancieren der Batteriezellen am Wechselrichter
Ein Balancieren wird empfohlen, wenn
- der Batteriespeicher in Betrieb genommen,
- zusätzliche Batteriemodule erweitert (Zellenspannungsunterschied ≥ 30 mV) oder
- längere Zeit nicht auf 100 % geladen wurde (z. B. über die Wintermonate).
Ein Balancier-Vorgang wird durch CONNECT automatisch durchgeführt und kann ebenfalls durch den Betriebsmodus “Back-Up Modus” am Wechselrichter manuell gestartet werden.
Das Balancing an sich passiert dann automatisch im oberen Bereich (Zellenspannung ≥ 3360 mV/ SOC = 90 % - 100 %). Sobald der Batterieladezustand 100 % erreicht, ist das Balancieren abgeschlossen und der Betriebsmodus kann auf den gewünschten Modus umgestellt werden. Sollte der Ladezustand der einzelnen Batteriezellen weit auseinander liegen, kann dieser Vorgang mehrere Tage dauern.
Beim Balancieren wird die Ladeleistung der Batterien erheblich gedrosselt (400 - 600 W) und alle Batteriezellen geladen. Die bereits vollen Batteriezellen verbrauchen die überschüssige Energie über einen Leistungswiderstand im Bereich 0,5 - 1 W. Die restlichen Zellen werden minimal geladen, bis auch diese vollgeladen sind. Aufgrund der minimalen Leistung von 0,5 bis 1 W kann der Vorgang in Extremfällen bis zu 500 Stunden (ca. 20 Tage) dauern. Dabei muss die Batterie ständig geladen werden.
Manuelles Balancieren von Batteriemodulen
Eine Alternative ist, das Balancieren vor Ort durch einen neoom Techniker durchführen zu lassen. Dazu muss die Spannung der einzelnen Module gemessen und die jeweilige Spannung bestimmt werden. Mit einem externen Netzteil kann die Spannung der Batteriemodule einzeln auf einen Level geladen werden. Dadurch erreichen die Module einen ähnlichen Ladezustand und anschließend können diese wieder in den Batteriespeicher verbaut werden.