{"id":15365,"date":"2023-07-15T02:57:43","date_gmt":"2023-07-15T00:57:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.chisagess.de\/index.php\/2023\/07\/25\/technical-explanation-exploring-the-rise-of-low-voltage-energy-storage-li-ion-battery-pack\/"},"modified":"2026-04-03T12:02:57","modified_gmt":"2026-04-03T10:02:57","slug":"technical-explanation-exploring-the-rise-of-low-voltage-energy-storage-li-ion-battery-pack","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.chisagess.com\/index.php\/2023\/07\/15\/technical-explanation-exploring-the-rise-of-low-voltage-energy-storage-li-ion-battery-pack\/","title":{"rendered":"Technische Erkl\u00e4rung | Einblick in das Wachstum von Lithium-Ionen-Batterien f\u00fcr die Niederspannungs-Energiespeicherung"},"content":{"rendered":"

Mit steigendem Energiebedarf hat sich die Entwicklung von Energiespeichertechnologien zu einem zentralen Thema in der Branche entwickelt. Sie macht 60 % der Kosten von Energiespeichersystemen aus, und Energiespeicherbatterien haben dabei gro\u00dfe Aufmerksamkeit erregt. Niedervolt-Lithium-Ionen-Akkumulatoren erfreuen sich zunehmender Beliebtheit als effiziente und zuverl\u00e4ssige Energiespeicherl\u00f6sung.<\/span><\/p>\n

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1. Was ist eine Niederspannungs-Lithiumbatterie zur Energiespeicherung?<\/span><\/h3>\n

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Der Niederspannungs-Lithium-Akkumulator vereint, wie der Name schon sagt, die drei Konzepte \u201eNiederspannung\u201c, \u201eLithium-Akkumulator\u201c und \u201eAkkumulator\u201c.<\/span><\/p>\n

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Was ist Pack?<\/span><\/h4>\n

Ein Batteriepack, auch Batteriemodul genannt, ist ein Verpackungs-, Verkapselungs- und Montageverfahren zur Batterieherstellung. Dabei werden mehrere Einzelzellen parallel und in Reihe geschaltet, um gem\u00e4\u00df den Kundenanforderungen eine bestimmte Form, das sogenannte Pack, zu bilden.<\/span><\/p>\n

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Zweitens, was ist eine Lithiumbatterie?<\/span><\/h4>\n

Im aktuellen Haushaltssektor \u201ePhotovoltaik + Energiespeicher\u201c sind Blei-S\u00e4ure- und Lithium-Ionen-Batterien die wichtigsten elektrochemischen Energiespeichertechnologien, wobei Lithium-Ionen-Batterien den gr\u00f6\u00dften Anteil daran haben. Die weltweit installierte Kapazit\u00e4t elektrochemischer Energiespeicher wird voraussichtlich im Jahr 2021 21,1 GW erreichen. Davon entfallen 93,9 % auf Lithium-Ionen-Batterien, 2,2 % auf Blei-S\u00e4ure-Batterien, 2,0 % auf Natrium-S\u00e4ure-Batterien und 1,2 % auf Fl\u00fcssigstrombatterien. Im Vergleich zu Blei-S\u00e4ure-Batterien zeichnen sich Lithium-Ionen-Batterien durch hervorragende Zyklenfestigkeit, Energiedichte und Reaktionszeiten aus und sind umweltfreundlicher. In der Vergangenheit schr\u00e4nkten hohe Kosten ihre Entwicklung ein. Dank technologischer Fortschritte sind die Kosten in den letzten Jahren jedoch kontinuierlich gesunken, und Lithium-Ionen-Batterien werden zuk\u00fcnftig eine wichtige Entwicklungsrichtung darstellen.<\/span><\/p>\n

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Und schlie\u00dflich: Was ist eine Niederspannungsbatterie?<\/span><\/h4>\n

Niedervoltbatterien haben typischerweise eine Spannung zwischen 48 und 60 V und k\u00f6nnen im Betrieb nicht in Reihe geschaltet werden, um die Spannung zu erh\u00f6hen (d. h., die Spannung bleibt unabh\u00e4ngig von der Anzahl der Batterien konstant). Niedervoltbatterien stellen geringe Anforderungen an das Batteriemanagementsystem (BMS), sind weniger anf\u00e4llig f\u00fcr Batterieungleichgewichte und die Technologie ist ausgereifter, weshalb sie auch vergleichsweise g\u00fcnstig sind.<\/span><\/p>\n

Die Einzelspannung der Hochvoltbatterie betr\u00e4gt im Allgemeinen 80-100 V. Durch die Reihenschaltung mehrerer Hochvoltbatterien l\u00e4sst sich die Gesamtspannung auf etwa 400-600 V (Haushaltsspeicher) erh\u00f6hen. Die Hochvoltspeicherbatterie im BMS unterliegt h\u00f6heren technischen und Sicherheitsanforderungen, weshalb auch der Preis h\u00f6her ist.<\/span><\/p>\n

Aufgrund der hohen Energiedichte von Hochvoltbatteriezellen sind deren Sicherheitseigenschaften geringer als die von Niedervoltbatterien, die relativ anf\u00e4lliger f\u00fcr Selbstentz\u00fcndung oder Explosionen sind. Niedervoltbatterien k\u00f6nnen die Sicherheitsrisiken beim Transport, der Installation und der Nutzung deutlich reduzieren. Die derzeit begrenzte Verf\u00fcgbarkeit von Hochvoltbatterien auf dem Markt erschwert es Kunden, die f\u00fcr sie passenden Batterien zu erwerben, w\u00e4hrend die Niedervoltbatterien von CHISAGE ESS eine gr\u00f6\u00dfere Auswahl bieten.<\/span><\/p>\n

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2. Die Zusammensetzung des Niederspannungs-Lithium-Akkumulators<\/span><\/h4>\n

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Ein Niedervolt-Batteriepack besteht im Wesentlichen aus einem einzelnen Batteriemodul, einem elektrischen System, einem Geh\u00e4use und mehreren wichtigen BMS-Systemkomponenten.<\/span><\/p>\n

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Vergleicht man eine Batterie mit dem menschlichen K\u00f6rper, so kann das Batteriemodul als das Herz betrachtet werden, das f\u00fcr die Speicherung und Freisetzung elektrischer Energie zust\u00e4ndig ist; das elektrische System kann als die Arterien, Blutgef\u00e4\u00dfe und das Nervensystem betrachtet werden, die kontinuierlich elektrische Energie von der Batterie zu den Endger\u00e4ten liefern und Echtzeit-Erkennungs- und Steuersignale \u00fcbertragen; das Geh\u00e4use kann als das Skelett betrachtet werden, das eine Rolle bei der St\u00fctzung, der Widerstandsf\u00e4higkeit gegen mechanische Einwirkungen und dem Schutz der Umgebung spielt; und das BMS kann als das Gehirn betrachtet werden, das f\u00fcr die Messung von Parametern wie Spannung, Stromst\u00e4rke, Temperatur und anderen Parametern der Batterie zust\u00e4ndig ist.<\/span><\/p>\n

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3. Prinzip und Prozess der Niederspannungs-Lithiumbatterie zur Energiespeicherung<\/span><\/h4>\n

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Das grundlegende Funktionsprinzip eines Niederspannungs-Lithium-Akkus basiert auf den elektrochemischen Eigenschaften von Redoxreaktionen. Beim Laden bilden Lithiumionen im positiven Elektrodenmaterial (z. B. LiCoO\u2082 oder LiFePO\u2084) LiCoO\u2082 oder LiFePO\u2084, w\u00e4hrend gleichzeitig im negativen Elektrodenmaterial (z. B. Graphit) Lithiumionen aus dem Elektrolyten zum metallischen Graphit wandern und zu Lithiumatomen reduziert werden. Beim Entladen kehren die Lithiumionen in umgekehrter Richtung zum Akku zur\u00fcck, bilden LiFePO\u2084 oder LiCoO\u2082 und werden gleichzeitig zu Lithiumionen oxidiert.<\/span><\/p>\n

Niedervolt-Lithiumbatterie. Das g\u00e4ngige Verfahren des modernen Laser- und Ultraschallschwei\u00dfens kombiniert zwei Methoden. Beim Laserschwei\u00dfen dient ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte als W\u00e4rmequelle, was ein hocheffizientes und pr\u00e4zises Schwei\u00dfverfahren erm\u00f6glicht. Beim Ultraschallschwei\u00dfen werden hochfrequente Schwingungswellen unter Druck auf die Oberfl\u00e4chen zweier Werkst\u00fccke \u00fcbertragen. Dadurch entsteht Reibung zwischen den Oberfl\u00e4chen und eine Verschmelzung der Molek\u00fclschichten. Der Niedervolt-Akkupack von CHISAGE ESS nutzt Laserschwei\u00dftechnologie und verwendet aktuell den besten deutschen IPG-Laser. Dadurch wird eine Besch\u00e4digung des \u00dcberdruckventils durch Ultraschallreibung an der Schwei\u00dfoberfl\u00e4che vermieden, was eine h\u00f6here Zuverl\u00e4ssigkeit gew\u00e4hrleistet.<\/span><\/p>\n

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4. Parameter und Auswahl von Niederspannungs-Lithium-Akkus<\/span><\/h4>\n

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Die Parameter eines Niedervolt-Lithium-Akkus und die Auswahl des Akkus h\u00e4ngen eng mit der Notwendigkeit zusammen, Installations-, elektrische, Sicherheits- und Umweltaspekte zu ber\u00fccksichtigen. Nachfolgend ein Beispiel eines Niedervolt-Lithium-Akkus CE48100-W (51,2 V\/100 Ah) von CHISAGE ESS, das die bei der Akkuauswahl zu beachtenden Parameter veranschaulicht:<\/span><\/p>\n

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Installationsparameter<\/span>
\n(1) Gewicht\/Abmessungen<\/span><\/h4>\n

Der CE48100-W wiegt 55 kg und misst 430 \u00d7 191,5 \u00d7 630 mm. Bei der Auswahl eines Akkus m\u00fcssen Kunden die Tragf\u00e4higkeit des Bodens oder der Wand sowie den verf\u00fcgbaren Installationsraum ber\u00fccksichtigen und pr\u00fcfen, ob die L\u00e4nge, Breite und H\u00f6he des Akkusystems innerhalb dieses Raums eingeschr\u00e4nkt sind.<\/span><\/p>\n

(2) Installation<\/span><\/h4>\n

Die Niedervolt-Lithiumbatterien von CHISAGE ESS sind sowohl als Stand- als auch als Wandversion erh\u00e4ltlich. So k\u00f6nnen Sie je nach Ihren pers\u00f6nlichen Vorlieben und dem tats\u00e4chlichen Installationsaufwand die passende Variante ausw\u00e4hlen. Die CE48100-W unterst\u00fctzt beide Installationsarten und eignet sich dank ihres schlichten und eleganten Designs f\u00fcr vielf\u00e4ltige Einsatzbereiche.<\/span><\/p>\n

(3) Schutzgrad<\/span><\/h4>\n

Die Schutzart gibt an, wie gut das Geh\u00e4use eines elektrischen Ger\u00e4ts vor dem Eindringen von Fremdk\u00f6rpern (Staub, Fl\u00fcssigkeiten usw.) sch\u00fctzt. Je h\u00f6her die Schutzart, desto besser der Schutz. Das Ger\u00e4t CE48100-W hat die Schutzart IP65 und bietet somit einen h\u00f6heren Schutz.<\/span><\/p>\n

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Elektrische Parameter<\/span>
\n(1) Nennenergie<\/span><\/h4>\n

Die Wahl der richtigen Batteriekapazit\u00e4t ist ein komplexer Prozess. Neben der Last m\u00fcssen auch die Lade- und Entladekapazit\u00e4t der Batterie, die maximale Wechselrichterleistung, die Betriebsstunden der Last, spezifische Anwendungsszenarien usw. ber\u00fccksichtigt werden. Die CE48100-W hat eine Nennkapazit\u00e4t von 5,12 kWh und deckt damit im Allgemeinen den Speicherbedarf einer ganzen Familie ab.<\/span><\/p>\n

(2) Betriebsspannung<\/span><\/h4>\n

Dieser Spannungsbereich muss mit dem Eingangsspannungsbereich der Batterie des Wechselrichters \u00fcbereinstimmen. Eine h\u00f6here oder niedrigere Spannung f\u00fchrt dazu, dass das Batteriesystem nicht mit dem Wechselrichter verwendet werden kann. Der Betriebsspannungsbereich des CE48100-W liegt zwischen 40 und 58,4 V und ist somit f\u00fcr alle CHISAGE ESS Heimspeicher-Wechselrichter geeignet.<\/span><\/p>\n

(3) Maximaler Lade-\/Entladestrom<\/span><\/h4>\n

Die maximale Lade-\/Entladestromst\u00e4rke des Batteriesystems bestimmt die Lade-\/Entladezeit. Die CE48100-W hat eine maximale Ladestromst\u00e4rke von 50 A und eine maximale Entladestromst\u00e4rke von 100 A, d. h. sie unterst\u00fctzt das Laden mit 0,5C und das Entladen mit 1C.<\/span><\/p>\n

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Sicherheitsparameter<\/span>
\n(1) Lithium-Ionen-Batterietyp<\/span><\/h4>\n

Lithium-Ionen-Akkus werden haupts\u00e4chlich in Lithium-Kobalt-, Lithium-Mangan-, Lithium-Nickel-, Lithium-Eisenphosphat- und weitere Lithium-Ionen-Akkus unterteilt, je nach verwendetem Kathodenmaterial. Im Hinblick auf Sicherheit, Stabilit\u00e4t und Wirtschaftlichkeit verwendet der CE48100-W einen stabileren und zuverl\u00e4ssigeren Lithium-Eisenphosphat-Akku.<\/span><\/p>\n

(2) Gew\u00e4hrleistung<\/span><\/h4>\n

Achten Sie auf die Garantiebedingungen, die Dauer und den Umfang der Batteriegarantie. Im Allgemeinen beeinflussen zwei Faktoren die Garantiezeit: die Garantiedauer und die Anzahl der Ladezyklen innerhalb einer bestimmten Entladetiefe (DOD), wobei der erste Zyklus die Garantiezeit erreicht. Beispielsweise hat die CE48100-W eine 5-j\u00e4hrige Garantie (erweiterbare Garantie auf 10 Jahre) und eine maximale Zyklenzahl von 6.000 bei 80 % Entladetiefe. Werden innerhalb der 5-j\u00e4hrigen Garantiezeit 6.000 Zyklen \u00fcberschritten, erlischt die Garantie.<\/span><\/p>\n

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Umweltparameter<\/span>
\n(1) Temperaturbereich<\/span><\/h4>\n

Bitte beachten Sie den vom Akku unterst\u00fctzten Umgebungstemperaturbereich. Eine \u00dcberschreitung dieses Bereichs kann die normale Funktion des Akkus beeintr\u00e4chtigen. Der Akku CE48100-W unterst\u00fctzt einen Ladetemperaturbereich von 0\u201355 \u00b0C und einen Entladetemperaturbereich von -20\u201355 \u00b0C.<\/span><\/p>\n

(2) Luftfeuchtigkeit<\/span><\/h4>\n

F\u00fcr einige feuchte oder hochgelegene Gebiete beachten Sie bitte diesen Parameter: Der Feuchtigkeitsbereich der CE48100-W-Batterie betr\u00e4gt 20~95%RH.<\/span><\/p>\n

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Dar\u00fcber hinaus sollten weitere Merkmale von Niedervoltbatterien ber\u00fccksichtigt werden, um den Nutzern ein komfortableres Nutzungserlebnis zu bieten. Die CHISAGE ESS-Batterie beispielsweise verwendet Batterien der Klasse A mit h\u00f6herer nutzbarer Kapazit\u00e4t. Sie unterst\u00fctzt bis zu 15 parallel geschaltete Batterien, um den Bedarf an Batteriekapazit\u00e4tserweiterung zu decken, und erm\u00f6glicht zudem die automatische BMS-Adressierung, wodurch sie mit einer gr\u00f6\u00dferen Bandbreite an Wechselrichtern kompatibel ist. Nutzer k\u00f6nnen anhand ihrer individuellen Bed\u00fcrfnisse und unter Ber\u00fccksichtigung der verschiedenen Batteriefunktionen die optimale Wahl treffen.<\/span><\/p>\n

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Das Niederspannungs-Lithiumbatterie-Energiespeichersystem bietet vielversprechende Anwendungsm\u00f6glichkeiten im Bereich der neuen Energien. Es eignet sich besonders f\u00fcr Heimspeichersysteme sowie industrielle und gewerbliche Energiespeicher und deckt ein breites Anwendungsspektrum in Privathaushalten, B\u00fcros, Einkaufszentren, Superm\u00e4rkten, Krankenh\u00e4usern und anderen Umgebungen ab. Seine Vorteile wie hohe Sicherheit, lange Lebensdauer und hohe Energiedichte machen es zu einem wichtigen Trend in der Entwicklung der Energiespeichertechnologie. CHISAGE ESS wird sich auch weiterhin der Forschung, Entwicklung und Anwendung von Niederspannungs-Lithiumbatterie-Energiespeichersystemen widmen und so zur Weiterentwicklung der neuen Energiewirtschaft beitragen.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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