MEAN WELL: Perfektes Zusammenspiel von Akku und Ladegerät für maximale Leistung
Abgestimmte Akku- und Ladetechnik als Schlüssel zu Effizienz in Industrie und E-Mobilität
Power Supplies I 24.07.2025
Aufladbare Lithium-Akkus für industrielle Anwendungen stellen höchste Anforderungen an die Ladeelektronik. Um maximale Verfügbarkeit, Sicherheit und Lebensdauer der Batteriesysteme zu gewährleisten, ist es entscheidend, dass Ladegerät und der Akku optimal aufeinander abgestimmt sind. Genau darauf zielt der Hersteller MEAN WELL ab und bietet neben dem breiten Portfolio an Akkuladegeräten daher, mit den Serien FMB und QHB, auch eigene hochwertige Lithium-Akkus an.
Abbildung 1: Die FMB und QHB Akkuserien zeichnen sich durch ihre intelligente, flexible und sichere Ladeelektronik, sowie ihre hohen Kapazitäten aus. Mit einem modularen Aufbau, digitaler Schnittstelle, robustem Design und IP67-Varianten für herausfordernde Betriebsbedingungen qualifizieren sie sich zu einer universellen Lösung für unterschiedlichste Batterieanwendungen – von der Industrie bis zur E-Mobilität (Quelle: MEAN WELL)
Welche Lithium-Akku-Typen kommen zum Einsatz und warum brauchen sie spezielle Ladegeräte?
Der Einsatz von Lithium-Akkus hat sich in den letzten Jahren stark verbreitet – von tragbaren Geräten über mobile Maschinen bis hin zu stationären Energiespeichersystemen. Allen gemeinsam ist, dass sie ein sicheres und intelligentes Ladegerät benötigen, das auf die jeweilige Zellchemie abgestimmt ist. Unter den verschiedenen Lithium-Ionen-Chemien sind insbesondere zwei Varianten weit verbreitet, die auch MEAN WELL für seine eigene Akku-Serie verwendet: NMC (Nickel-Mangan-Cobalt) und LFP (kurz für LiFePo4, Lithium-Eisenphosphat). Beide Typen zeichnen sich durch spezifische Eigenschaften aus, die sie für unterschiedliche Anwendungen – etwa in der Industrie, der Unterhaltungselektronik, der Elektromobilität und in stationären Energiespeichern – prädestinieren.
NMC-Zellen verbinden eine hohe Energiedichte mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie sind als prismatische oder zylindrische (zum Beispiel 18650) Zellen verfügbar.
LiFePO₄-Zellen hingegen punkten mit einer längeren Lebensdauer und höherer thermischer Stabilität. Ihr Nachteil liegt in der geringeren Energiedichte und Zellspannung. Für dieselbe Systemspannung ist eine größere Anzahl an Zellen erforderlich, was zu einem höheren Volumen und Gewicht führt.
Im Gegensatz zu Blei- oder NiMH (Nickel-Metallhydrid) -Batterien besitzen Lithium-Zellen eine enge Toleranz bei Spannungsgrenzen und reagieren empfindlich auf Überladung oder Tiefentladung. Daher sind speziell entwickelte Ladegeräte mit präziser Spannungs- und Stromregelung sowie Sicherheitsfunktionen erforderlich.
Welche Ladeanforderungen ergeben sich durch die unterschiedlichen Zellchemien?
Je nach Zellchemie ergeben sich unterschiedliche Zellspannungen, wie z. B. 3,6 / 3,7V bei NMC und 3,2V bei LiFePo4. Ein geeignetes Ladegerät muss sowohl Nennspannung als auch das Ladeprofil exakt auf die Batteriechemie abstimmen. Je nach Typ unterscheiden sich die Ladeschlussspannung, der maximale Ladestrom und der Temperaturbereich teils erheblich.
Welche Punkte sind bei der Auswahl und Integration eines passenden Lithium-Ladegeräts wirklich entscheidend?
- Chemieabhängige Ladeparameter: Die Ladeschlussspannung variiert je nach Zelltyp. Daher müssen Ladegeräte die resultierende Systemspannung ja nach Chemie und Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen exakt einhalten. Abweichungen davon können zu Zellschädigung, Kapazitätsverlust oder thermischer Instabilität führen.
- Strom- und Leistungsdimensionierung: Die maximal zulässige Stromstärke richtet sich nach Typ und der Kapazität (Ah) des Akkus. Die Vorgaben des Herstellers sind unbedingt zu befolgen. Zu hohe Ströme können die Zelltemperatur kritisch ansteigen lassen. Die Ladeleistung sollte hoch genug ausgelegt sein, um möglichst effizient zu arbeiten, jedoch ohne unnötige Überdimensionierung.
- CC/CV-Ladeprofil: Lithium-Zellen erfordern in der Regel das Konstantstrom-/ Konstantspannungsverfahren mit sauberem Phasenübergang.
- Kommunikation: Integrierte Schnittstellen, die eine direkte Kommunikation mit einer externen Steuerung bzw. des angeschlossenen Akkus erlauben, ermöglichen eine höchstmögliche Steuerung, Lebensdauer und Leistungsperformance des Gesamtsystems.
Warum lohnt sich der Einsatz von Akkus mit integriertem BMS?
Bei einem Batteriemanagementsystem (BMS) handelt es sich um eine im Akku integrierte elektronische Schaltung, die Ladeparameter, Leistung und Sicherheit der Lithium-Ionen-Zellen überwacht und steuert.
Vorteile dieses Features:
- Verhindern von Überladung, Überentladung und Überhitzung
- Optimierung der Lade- und Entladezyklen, sowie aktives Balancing der Zellspannungen und daraus resultierende Maximierung der Leistung und Lebensdauer
- Überwachung, Diagnostik sowie Statusmeldungen über eine optional eingebundene Schnittstelle
Wie sorgen MEAN WELL-Akkus und Ladegeräte für eine flexible, sichere und smart integrierbare Energieversorgung?
MEAN WELL bietet mit den FMB- und QHB-Serien LiFePO4- und NMC-Akkus mit integriertem BMS. Mit Kapazitäten bis zu 70Ah und der Möglichkeit mehrere Akkus parallel zu schalten, bilden die beiden Serien die optimalen Lösungen für Anwendungen im Innen- und Außenbereich (dank IP67), bei denen hohe Kapazitäten gefordert sind. Passend dazu bietet der Hersteller eine Vielzahl von programmierbaren Ladegeräten unterschiedlichster Leistungen, bei denen sich die Ladeprofile an die verschiedenen Akkutypen einstellen lassen.
Die neueste Generation der MEAN WELL-Ladegeräte, insbesondere die Serien NPB und RPB, sowie die Akkuserien FMB und QHB, ermöglichen die unkomplizierte Integration in IoT- und Smart Grid-Umgebungen. Über digitale Schnittstellen wie CAN-Bus oder Wireless Connection können Ladeparameter ausgelesen und angepasst, sowie der Ladezustand in Echtzeit überwacht werden. Dadurch sind Fernüberwachung, vorausschauende Wartung und die intelligente Steuerung des gesamten Energiesystems möglich - ein wesentlicher Vorteil für industrielle Anwendungen, das Flottenmanagement und stationäre Speicherlösungen.
Tabelle 1: Mögliches Ladegerät, zugeordnet anhand der Kapazität, Anzahl und Schnittstelle des verwendeten MEAN WELL Akkus.
| MEAN WELL Ladegerät (jew. 1 St.) | MEAN WELL Lithium Batterie | |||
NPB-450-48 oder NPM-750-48 | 1 St. FMB-48N33.8(C)/FMB-48N43.5(C) | |||
| NPB-1200-48 |
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| |||
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| RPB-1600-48CAN | 5 St. FMB-48N33.8C oder FMB-48N43.5C |
Welchen Unterschied macht die präzise Abstimmung von Akku und Ladegerät im praktischen Einsatz?
Durch die exakte Abstimmung der Ladegeräte auf die jeweiligen Lithium-Batterien lässt sich deren Leistung maximieren und ihre Lebensdauer deutlich verlängern. Die Verwendung von MEAN WELL-Ladegeräten in Kombination mit den FMB und QHB-Akkus und deren BMS gewährleistet eine äußerst stabile und sichere Energieversorgung – sowohl im stationären als auch im mobilen Einsatz.
