Bekeken: 0 Auteur: ZERNE Batterij Technisch inhoudsteam Publicatietijd: 2026-08-17 Herkomst: Locatie
Als u vraagt: 'Hoe lang duurt het om een lithiumbatterij op te laden?', is er geen eenduidig antwoord dat op elke cel of elk batterijpakket van toepassing is. De laadtijd hangt vooral af van de capaciteit die moet worden vervangen, de toegestane laadstroom, de starttoestand van het opladen en het stadium van constante spanning dat bijna volledig is opgeladen.
Een kleine accu van 2 Ah, opgeladen met 1 A, heeft mogelijk veel minder tijd nodig dan een accu van 10 Ah, opgeladen met dezelfde stroomsterkte. Het nominale vermogen van de lader is echter niet de enige factor. De batterijchemie, het celmodel, de temperatuur, de BMS-limieten, het ontwerp van de lader en de afsluitinstellingen zijn ook van invloed op het eindresultaat.
Voor projecten waarbij een 18650-cel wordt gebruikt, wordt de 18650-laadproces en veiligheidseisen moeten afzonderlijk worden geëvalueerd. Dit artikel richt zich op de rekenmethode die kan worden toegepast op lithium-ioncellen en accupakketten.
Een basisschatting van de laadtijd maakt gebruik van de te vervangen capaciteit gedeeld door de laadstroom.
Het resultaat is slechts een ideale schatting van de constante stroom.
De constante spanningsfase voegt tijd toe naarmate de laadstroom geleidelijk afneemt.
De batterijcapaciteit moet vóór de berekening worden omgezet van mAh naar Ah.
Een lader met een hogere stroomsterkte is niet automatisch geschikt voor elke lithium-ionbatterij.
De accuspanning alleen is niet bepalend voor de oplaadtijd.
Voor accupakketten moeten parallelle capaciteit, serieconfiguratie, laderspanning en BMS-limieten samen worden geëvalueerd.
Een uiteindelijke OEM-oplaadtijd moet worden bevestigd door middel van een beoordeling van de datasheet en het testen van monsters.
Het opladen van een lithium-ionbatterij kan in minder dan een uur tot meer dan tien uur duren, afhankelijk van de capaciteit en de laadstroom. Een praktische schatting begint met deze formule:
Geschatte oplaadtijd ≈ Te vervangen capaciteit (Ah) ÷ Laadstroom (A) + Tapertijd bij constante spanning
Als een accu van 3 Ah bijvoorbeeld van 20% naar 100% wordt opgeladen, moet ongeveer 2,4 Ah worden vervangen:
3 Ah × 80% = 2,4 Ah
Bij een laadstroom van 1A is de ideale constante stroomtijd:
2,4Ah ÷ 1A = 2,4 uur
De daadwerkelijke laadcyclus zal doorgaans langer duren omdat de lader de stroom vermindert tijdens de constante spanningsfase. De uiteindelijke tijd kan ook worden beïnvloed door de temperatuur, de toestand van de accu, de efficiëntie van de lader, de BMS-limieten en de oplaadinstructies van de fabrikant van de cel.
De nominale spanning van de batterij biedt niet voldoende informatie om de oplaadtijd te berekenen. Een accu van 3,7 V, 1 Ah en een accu van 3,7 V, 5 Ah hebben dezelfde nominale spanning, maar zeer verschillende oplaadvereisten.
Het handigste uitgangspunt voor het berekenen van de oplaadtijd van een batterij is de hoeveelheid lading die moet worden vervangen.
De basisformule is:
Laadtijd ≈ Te vervangen capaciteit (Ah) ÷ Laadstroom (A)
Deze formule beschrijft het ideale gedeelte met constante stroom van de laadcyclus. Het omvat niet:
Voorconditionering voor een diepontladen accu;
De conische fase met constante spanning;
Verliezen van de lader;
BMS-balancering;
Temperatuurgerelateerde stroomreductie;
Stroomlimieten opgelegd door de cel of het batterijpakket;
Tijd die wordt gebruikt voor het beëindigen van het opladen.
De batterijcapaciteit wordt vaak weergegeven in milliampère-uur, of mAh, terwijl de laadstroom meestal wordt weergegeven in ampère.
Om mAh naar Ah om te rekenen:
Capaciteit (Ah) = Capaciteit (mAh) ÷ 1.000
Voorbeelden:
2.000mAh = 2Ah;
3.000mAh = 3Ah;
3.500 mAh = 3,5 Ah;
5.000mAh = 5Ah.
Als een cel van 3000 mAh wordt opgeladen met 1 A vanuit een lege toestand onder ideale omstandigheden met constante stroom, is de basisberekening:
3Ah ÷ 1A = 3 uur
Dit betekent niet dat de cel altijd binnen precies drie uur volledig is opgeladen. Een lithium-ionlader verlaagt normaal gesproken de stroom naarmate de accu zijn maximale laadspanning nadert.
Een batterij begint zelden met opladen op precies 0%. De hoeveelheid lading die moet worden vervangen, is afhankelijk van de startstatus van de lading.
Een accu van 3 Ah, opgeladen van 50% tot 100%, heeft bijvoorbeeld ongeveer 1,5 Ah nodig:
3 Ah × 50% = 1,5 Ah
Bij een laadstroom van 1A:
1,5Ah ÷ 1A = 1,5 uur
Een batterij die van 20% tot 100% is opgeladen, heeft meer tijd nodig:
3 Ah × 80% = 2,4 Ah
Bij dezelfde 1A-stroom:
2,4Ah ÷ 1A = 2,4 uur
Deze cijfers vertegenwoordigen het ideale stroomgebaseerde deel van de lading. De constante-spanningstrap moet nog worden toegevoegd.
Capaciteit is een van de belangrijkste factoren. Een grotere batterij heeft doorgaans meer lading nodig om de volledige capaciteit te bereiken.
Als bijvoorbeeld twee batterijen met dezelfde stroomsterkte worden opgeladen:
Een accu van 2 Ah heeft minder tijd nodig dan een accu van 5 Ah;
Een accu van 5 Ah heeft minder tijd nodig dan een accu van 10 Ah;
Een batterijpakket met meer parallelle capaciteit heeft normaal gesproken meer tijd nodig dan een pakket met minder parallelle cellen.
Capaciteit moet niet worden verward met spanning. Spanning beschrijft het elektrische potentieel van de batterij, terwijl Ah beschrijft hoeveel lading de batterij kan opslaan.
De laadstroom bepaalt hoe snel de batterij kan worden opgeladen tijdens de constante stroomfase.
Als een batterij van 3 Ah 1 A accepteert, is de ideale stroomgebaseerde tijd voor een volledige lading ongeveer drie uur. Als dezelfde batterij 0,5 A accepteert, is de ideale tijd ongeveer zes uur voordat de constante spanningsfase wordt toegevoegd.
De stroom moet echter binnen de specificaties van de celfabrikant blijven. Een oplader met een vermogen van 2A betekent niet dat elke lithium-ionbatterij veilig 2A kan accepteren.
De toegestane stroom kan variëren tussen twee cellen met dezelfde fysieke grootte en vergelijkbare capaciteit. Voor een OEM-ontwerp moeten de aanbevolen laadstroom, maximale laadstroom, bedrijfstemperatuur en levensduuromstandigheden worden overgenomen uit het gegevensblad van de geselecteerde cel.
Lithium-ion accu’s worden normaliter pas op de maximale stroom opgeladen op het moment dat ze vol zijn.
Tijdens de constante stroomfase levert de lader een gecontroleerde stroom. Wanneer de cel de gespecificeerde laadspanning bereikt, schakelt de lader over op constante spanningsregeling. De laadstroom neemt dan geleidelijk af.
Deze laatste fase wordt de taperfase genoemd. Het is een van de belangrijkste redenen waarom de werkelijke oplaadtijd langer is dan de eenvoudige berekening van de capaciteit gedeeld door de stroomsterkte.
Acculadercontrollers maken gewoonlijk gebruik van preconditionerings-, constante stroom-, constante spanning- en eindtrappen.
De volgende voorbeelden tonen het ideale constante-stroomgedeelte van de berekening. Het zijn planningsvoorbeelden, geen universele specificaties voor de oplaadtijd.
Batterijcapaciteit |
Startstatus van opladen |
Capaciteit om te vervangen |
Laadstroom |
Ideale constante stroomtijd |
|---|---|---|---|---|
2Ah |
50% |
1Ah |
1A |
1 uur |
3Ah |
20% |
2,4Ah |
1A |
2,4 uur |
3Ah |
20% |
2,4Ah |
0,5A |
4,8 uur |
5Ah |
20% |
4Ah |
2A |
2 uur |
10Ah-pakket |
30% |
7Ah |
2A |
3,5 uur |
De werkelijke tijd zal langer zijn als de fase met constante spanning, de efficiëntie van de lader, de temperatuurlimieten en het beëindigingsgedrag worden meegerekend.
Een accu van 3 Ah, opgeladen bij 1 A, heeft daarom ongeveer drie uur nodig voor de hoofdlaadfase en extra tijd tijdens de afbouwfase. Het exacte resultaat is afhankelijk van het accumodel en de beëindigingsvoorwaarden van de lader.
De formule is nuttig omdat deze een eenvoudige planningsreferentie biedt. Het mag niet worden beschouwd als een volledige batterijspecificatie.
De meeste batterijen beginnen met opladen terwijl er nog enige resterende capaciteit is. Opladen van 60% naar 100% is anders dan opladen van 10% naar 100%.
Een apparaat dat automatisch begint met opladen wanneer de batterij een lage drempel bereikt, kan een kortere oplaadcyclus hebben dan een batterij die diep ontladen is.
Een oplader kan de stroom verminderen vanwege:
Hoge batterijtemperatuur;
Hoge ladertemperatuur;
Beperkingen van het ingangsvermogen;
Limieten voor batterijbescherming;
Een conservatief laadprofiel;
Een systeembelasting die tegelijkertijd actief is.
Wanneer de stroom wordt verminderd, duurt de laadcyclus langer.
Lithium-ionbatterijen vereisen over het algemeen een gecontroleerd temperatuurbereik tijdens het opladen. Als de accu te warm of te koud is, kan de lader of het BMS de stroom verminderen of stoppen met opladen.
Dit betekent dat twee identieke batterijen verschillende oplaadtijden kunnen hebben bij gebruik in verschillende omgevingen. Een batterij die is opgeladen in een koele, goed geventileerde behuizing kan een ander profiel volgen dan een batterij die is geïnstalleerd in een compacte behuizing met beperkte warmteafvoer.
Een verouderde accu kan de lading anders accepteren dan een nieuwe accu. Een verhoogde interne weerstand kan meer warmte produceren en ervoor zorgen dat de lader of het beveiligingssysteem de stroom verminderen.
Een batterij met een verminderde capaciteit lijkt mogelijk snel op te laden, omdat deze minder energie opslaat dan toen deze nieuw was. De oplaadtijd alleen kan daarom niet worden gebruikt om de gezondheid van de batterij te bepalen.
Voor een meercellig accupakket kan het BMS de laadstroom beperken of doorgaan met balanceren tegen het einde van de cyclus.
Als één seriegroep de bovenste spanningslimiet eerder bereikt dan de andere, kan het BMS het opladen verminderen of het proces stoppen. Het kan daarom langer duren voordat een pakket met celonbalans een voltooide oplaadstatus bereikt dan een goed op elkaar afgestemd pakket.
De oplaadtijd van de accu is afhankelijk van hoe de cellen zijn aangesloten.
In serie geschakelde cellen verhogen de packspanning. Parallel aangesloten cellen vergroten de packcapaciteit en het stroomvermogen. Voor het berekenen van de laadtijd is vooral de parallelle capaciteit van belang.
Overweeg bijvoorbeeld een 3S2P-pakket opgebouwd uit 3Ah-cellen:
Aantal series: 3;
Parallelle telling: 2;
Verpakkingscapaciteit: 3Ah × 2 = 6Ah;
Ideale laadstroom: 1A;
Ideale tijd bij constante stroom vanaf leeg: ongeveer 6 uur.
Ook voor de drieserieconfiguratie moet de lader de juiste spanning leveren. De spanningsinstelling kan niet alleen worden geselecteerd op het marketinglabel van de verpakking.
Gebruik voor een pakketproject de 18650 batterijcalculator om eerst de serie- en parallelle configuratie te schatten. Bij de berekening van de laadtijd kan dan gebruik worden gemaakt van de resulterende laadcapaciteit en de toegestane laadstroom.
Het totale aantal cellen van een pack alleen bepaalt niet de oplaadtijd. Een 3S1P-pakket en een 3S4P-pakket hebben dezelfde seriespanningsklasse, maar het 3S4P-pakket heeft een grotere capaciteit en vereist normaal gesproken meer lading om de volledige capaciteit te bereiken.
Voor meer gedetailleerde capaciteits- en energierelaties kunt u de 18650-batterijcapaciteit en looptijdberekeningen bieden de nodige achtergrondinformatie zonder dat de looptijd en oplaadtijd als dezelfde meting worden beschouwd.
Een 18650-cel is een fysiek celformaat, geen enkele universele elektrische specificatie. Verschillende 18650-cellen kunnen verschillende capaciteiten, laadstromen, temperatuurlimieten en oplaadinstructies hebben.
Stel dat een 18650-cel van 3.000 mAh begint met een laadstatus van 20% en wordt opgeladen met 1A.
De geschatte capaciteit om te vervangen is:
3 Ah × 80% = 2,4 Ah
De ideale constante stroomtijd is:
2,4Ah ÷ 1A = 2,4 uur
De uiteindelijke oplaadtijd zal langer zijn vanwege de constante spanningsfase. Als de geselecteerde cel slechts een lagere laadstroom toestaat, duurt de cyclus langer. Als de cel een hogere stroom toelaat, kan de cyclus korter zijn, maar de hogere waarde mag alleen worden gebruikt als deze wordt ondersteund door de datasheet en het volledige laadsysteem.
Dit is de reden waarom de zin 'hoe lang moet een lithium-ionbatterij worden opgeladen' niet alleen kan worden beantwoord met spanning. Capaciteit, stroom, chemie en de laadregelaar zijn allemaal van belang.
Voor een OEM-project is de oplaadtijd eerder een ontwerpinput dan een eenvoudige schatting van de consument.
Het ontwikkelingsteam moet het volgende definiëren:
Benodigde batterijcapaciteit;
Start- en doellaadstatus;
Beschikbaar ingangsvermogen;
Maximale laadstroom;
Vereist oplaadvenster;
Batterijchemie;
Serie- en parallelle configuratie;
BMS-laadstroomlimiet;
Oplader- en connectorwaarden;
Bedrijfs- en laadtemperatuur;
Thermische omstandigheden in de behuizing;
Vereiste levensduur van de cyclus.
Een prototype moet vervolgens onder realistische omstandigheden worden getest. De test moet het volgende registreren:
Initiële accuspanning en laadstatus;
Laadstroom in de loop van de tijd;
Temperatuur van accu en lader;
Tijd besteed aan opladen met constante stroom;
Tijd besteed aan opladen met constante spanning;
Beëindigingsgedrag;
Spanningsverschil tussen seriegroepen;
Eindcapaciteit na opladen.
Bij ZERNE Battery kan een schatting van de oplaadtijd worden gebruikt als onderdeel van een bredere beoordeling van de specificatie van accu's. De schatting mag pas als gegarandeerd resultaat worden gepresenteerd als de geselecteerde cel, lader, GBS, behuizing en bedrijfsomstandigheden samen zijn gevalideerd.
Voor OEM-teams die samenwerken met Guangdong Zhaoneng Technology Co., Ltd. kan de berekening de monsterplanning ondersteunen voordat ze overgaan op een aangepast batterijontwerp. ZERNE Battery kan vervolgens de pakketconfiguratie en de oplaadinterface afstemmen op de spanning, capaciteit, ruimte en productievereisten van het apparaat via zijn op maat gemaakte 18650 batterijoplossingen.
De nominale spanning van een batterij laat niet zien hoeveel lading deze opslaat. Twee accu's met dezelfde nominale spanning kunnen zeer verschillende capaciteiten hebben.
Een capaciteit van 3.000 mAh betekent niet dat de accu bij 3.000 mA moet worden opgeladen. Capaciteit en laadstroom zijn verschillende specificaties.
Een lader kan misschien 2A leveren, maar de accu mag slechts 1A toelaten. Het celgegevensblad en de BMS-limiet moeten prioriteit krijgen.
Capaciteit gedeeld door stroom geeft een ideale, op stroom gebaseerde schatting. Er wordt geen rekening gehouden met de geleidelijke stroomafname bij volledige lading.
Verschillende op lithium gebaseerde chemicaliën kunnen verschillende spanningslimieten en oplaadvereisten hebben. Een standaard lithium-ionprofiel mag niet automatisch worden toegepast op LiFePO4 of een andere chemie.
Het totale aantal cellen bepaalt niet direct de oplaadtijd. De serietelling bepaalt de benodigde laadspanning, terwijl de paralleltelling de packcapaciteit bepaalt en de benodigde laadduur beïnvloedt.
Een batterij die snel oplaadt, heeft mogelijk capaciteit verloren. Een batterij die langzaam oplaadt, kan een lage laadstroom, hoge weerstand, temperatuurbeperking of GBS-gerelateerde beperking hebben. De oplaadtijd moet worden geëvalueerd samen met de capaciteit, het spanningsgedrag en de interne weerstand.
Het antwoord op de vraag 'hoe lang duurt het voordat lithiumbatterijen zijn opgeladen?' hangt af van de hoeveelheid lading die moet worden vervangen en de stroom die de batterij mag accepteren.
De basisberekening is:
Te vervangen capaciteit (Ah) ÷ Laadstroom (A) + Tapertijd bij constante spanning
Deze formule is nuttig voor een vroege planning, maar is geen vervanging voor het gegevensblad van de geselecteerde cel of een volledige test van het laadsysteem.
Voor een enkele cel zijn capaciteit en laadstroom de belangrijkste uitgangspunten. Bij een accupakket moet ook rekening worden gehouden met de serieconfiguratie, parallelle capaciteit, laderspanning, BMS-limieten, balanceringsgedrag, temperatuur en afsluitmethode.
Een betrouwbare specificatie van de oplaadtijd moet daarom berekeningen, datasheetbeoordeling, prototypetests en toepassingsspecifieke validatie combineren.
Het kan minder dan een uur of meer dan tien uur duren, afhankelijk van de accucapaciteit, laadstroom, startlaadtoestand en laadprofiel. De fase met constante spanning voegt gewoonlijk tijd toe die verder gaat dan de basisberekening van capaciteit en stroom.
Converteer de capaciteit naar ampère-uren, vermenigvuldig deze met het deel van de capaciteit dat moet worden vervangen en deel het resultaat door de toegestane laadstroom. Voeg extra tijd toe voor de afbouw bij constante spanning en eventuele stroomreductie.
Een ruwe schatting is de volledige accucapaciteit in Ah gedeeld door de toegestane laadstroom in A, plus de constante spanningsfase. Een batterij mag niet opzettelijk tot nul worden ontladen, tenzij de fabrikant deze toestand specifiek als acceptabel definieert.
Het antwoord hangt af van de capaciteit. Een batterij van 2 Ah heeft ongeveer twee uur nodig tijdens de ideale fase met constante stroom, terwijl een batterij van 5 Ah ongeveer vijf uur nodig heeft. De werkelijke tijd zal langer zijn vanwege tapering en andere oplaadlimieten.
Ze kunnen sneller opladen als de batterij, het GBS, de lader, de connector en het thermische systeem allemaal de hogere stroom ondersteunen. Een lader met een hogere stroomsterkte mag niet worden gebruikt alleen al omdat dit de berekende oplaadtijd verkort.
De oplaadtijd van een accupakket is afhankelijk van de parallelle capaciteit, de laadstroom, de serieconfiguratie, de BMS-limieten, het balanceringsgedrag en de startlaadtoestand. De oplader moet ook overeenkomen met de vereiste laadspanning van het pack.
De spanning bepaalt het vereiste spanningsbereik van de lader, vooral bij een pakket met meerdere cellen, maar bepaalt op zichzelf niet de oplaadtijd. Capaciteit en toegestane laadstroom hebben een directer effect op de berekening.
Nee. De oplaadtijd alleen kan de gezondheid van de batterij niet bevestigen. Capaciteitstesten, spanningsgedrag, interne weerstand, zelfontlading, temperatuur en belastingsprestaties moeten ook worden geëvalueerd.
