Het opladen van lithiumbatterijen wordt over het algemeen beschouwd als een riskant proces. Dit document beschrijft de risico's en hoe een laadoplossing dit risico kan verminderen.
Het grootste risico bij het opladen van lithiumbatterijen is dat ze vlam vatten. Dit risico kan worden begrepen door te kijken naar de kans dat een batterij vlam vat en de gevolgen van zo'n brand.
De kans dat een batterij vlam vat, wordt direct beïnvloed bij het opladen:
De impact van de brand hangt af van hoe hevig de brand is. Een batterijbrand kan variëren van een sissende cel tot meerdere complete batterijpakketten dicht bij elkaar die elkaar in brand steken. Meerdere factoren spelen een rol, zoals de gebruikte specifieke cel of het ontwerp van het batterijpakket. De twee belangrijkste factoren zijn echter de mate waarin de cel is opgeladen en hoe dicht meerdere accu's bij elkaar liggen.
Een volledig opgeladen cel kan binnen enkele minuten na het begin van de thermische runaway meer dan 500 graden Celsius bereiken, terwijl een 50% opgeladen cel nooit verder komt dan 200 graden en het wel 30 minuten kan duren voordat deze temperatuur is bereikt.
Het opladen van dicht opeengepakte batterijen creëert de mogelijkheid dat de ene de andere doet ontbranden, waardoor een kettingreactie en een bijna niet te stoppen brand ontstaat.
De primaire functie van het batterijbeheersysteem (BMS) is bescherming te bieden tegen deze brandveroorzakende scenario's door het laadproces te onderbreken. Sommige BMS'en slaan echter enkele van deze beveiligingen over.
Een lader kan een tweede beveiligingslaag toevoegen door grenswaarden voor spanning en stroom toe te passen. De lader vertrouwt nog steeds op het BMS om de interne accutemperatuur te controleren, en aangezien de meeste eenvoudige laders de communicatie met het BMS achterwege laten, kunnen zij het laden niet onderbreken wanneer de temperatuur te hoog wordt.
Soms wordt een communicatieprotocol tussen de lader en het GBS geïmplementeerd met behulp van CAN- of UART-protocollen. Dit kan worden gebruikt voor redundante temperatuurbeveiliging of een meer geavanceerde laadregeling, bijvoorbeeld het afstemmen van laadstroom en -spanning op de accutemperatuur. Laders met een dergelijke functionaliteit worden doorgaans slimme laders genoemd.
Opladen met TILER kan het risico van brand op verschillende manieren verminderen door slim opladen toe te passen, de beweging van de batterij te minimaliseren en de batterijen niet allemaal op dezelfde plek op te laden.
Met TILER betekent parkeren opladen. Het resultaat is dat de fietsen na elke rit worden opgeladen, waardoor de batterij slechts voldoende opgeladen hoeft te zijn voor één rit. Door een slimme analyse van het batterijgebruik minimaliseert TILER de batterijlading en zorgt ervoor dat de batterij voldoende is opgeladen voor elke rit die vanaf die locatie wordt gemaakt. Dit minimaliseert de potentiële energie in de cel en de temperatuur die deze kan bereiken bij brand. Het vertraagt ook de reactie, waardoor er meer tijd overblijft om te evacueren indien nodig. Als bijkomend voordeel verbetert deze laadoptimalisatie ook de levensduur van de batterij aanzienlijk.
Een tweede voordeel van opladen tijdens het parkeren is dat er een minimale afstand van 60 cm tussen de oplaadbare accu's wordt aangehouden. Dit vermindert de kans dat accu's elkaar aansteken, waardoor de impact van een brand aanzienlijk wordt beperkt.
Een gevallen batterij loopt altijd het risico instabiel te worden, of het nu te maken heeft met opladen of niet. Sommige fabrikanten raden zelfs aan om gevallen batterijen weg te gooien vanwege de veiligheid. Met TILER kan de batterij veilig in het voertuig blijven, waardoor de kans dat hij valt aanzienlijk afneemt.
Het TILER-systeem heeft live informatie over de vitale functies van de batterij. Hierdoor kan het een thermal runaway event detecteren voordat het gevaarlijk wordt. Met behulp van de ingebouwde internetverbinding kan het lokale veiligheidspersoneel of de brandweer worden gewaarschuwd, zodat uiterst snel kan worden gereageerd op een mogelijke batterijbrand.
Voordat TILER een fiets geschikt acht voor het TILER Charge systeem, worden de fiets, de accu en de originele lader beoordeeld om de veiligheid te garanderen.
De lader wordt gecontroleerd op het volgende:
De batterij wordt gecontroleerd op zijn beschermingstypes:
Indien de TILER verbinding maakt via het ontladingspad van de batterij, wordt gecontroleerd of deze beveiligingen nog actief zijn om volledige redundante bescherming te garanderen.
Op fiets- en systeemniveau wordt de integratie gecontroleerd. Dit houdt in of er:
Na deze controles wordt de veiligste manier van opladen bepaald en in de laadtrap geprogrammeerd. De laatste stap is het ontwerpen en aanschaffen van de juiste adapterkabel, zodat de elektrische aansluitingen kunnen worden gemaakt zonder draden te hoeven doorknippen.
Als u zich afvraagt hoe de laadveiligheid in uw specifieke situatie kan worden geoptimaliseerd, kunt u contact met ons opnemen via onze website.