36V 10S Lithium-Ionen-Ladegeräte: So berechnen Sie die richtige Spitzenspannung (42V)

Wenn Sie Geräte besitzen oder entwerfen, die mit einem 36-V-Lithium-Ionen-Akku betrieben werden, haben Sie wahrscheinlich Ladegeräte mit der Aufschrift 42 V gesehen und sich gefragt, ob sie tatsächlich zusammenpassen. Das sind: Ein 36-V-Akku ist fast immer als 10S-Konfiguration aufgebaut, also mit zehn in Reihe geschalteten Zellen, und die Standard-Ladegrenze für jede Lithium-Ionen-Zelle liegt bei 4,2 V. Multiplizieren Sie die beiden Zahlen und Sie erhalten 42,0 V, die richtige Spitzenspannung für das Paket. Dieser Artikel erläutert die Berechnung vollständig, zeigt, warum 42 V beim Laden sowohl eine Obergrenze als auch ein Ziel sind, und erläutert, worauf Sie bei der Auswahl eines 36-V-Lithium-Ionen-Ladegeräts achten sollten.

Was 36 V und 10 S bei einem Lithium-Ionen-Akku bedeuten

Lithium-Ionen-Zellen werden für zwei wichtige Spannungen ausgelegt. Die Nennspannung , normalerweise 3,6 V oder 3,7 V, spiegelt den durchschnittlichen Pegel während der Entladung der Zelle wider. Die Ladegrenzspannung , auch Spitzen- oder Grenzspannung genannt, beträgt bei Standardzellen 4,2 V und stellt das Maximum dar, das die Zelle sicher aufnehmen kann.

In der Batterieschreibweise gilt: 10S bedeutet zehn Zellen in Reihe. Reihenschaltungen erhöhen die Spannung, während Parallelschaltungen die Kapazität erhöhen. Zehn Zellen mit einer Nennspannung von 3,6 V erzeugen 36 V, weshalb der Akku als 36-V-Batterie vermarktet wird. Einige 10S-Akkus sind mit 37 V gekennzeichnet, da ihre Zellen eine Nennspannung von 3,7 V haben, die Spitzenspannung ist jedoch bei beiden identisch: 10 x 4,2 V = 42 V.

   Die praktische Regel: Ein 36-V-Akku ist ein 10S-Akku, und die Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen, nicht die Nennbezeichnung, entscheidet darüber, welche Ladespannung Sie benötigen.  

Spitzenspannung in gängigen Konfigurationen

Die gleiche Logik gilt für alle gängigen Lithium-Ionen-Konfigurationen. Die folgende Tabelle vergleicht mehrere gängige Packgrößen, die in E-Bikes, Rollern, Drohnen und Elektrowerkzeugen verwendet werden.

Konfiguration	Zellen in Reihe	Nennspannung	Spitzenladespannung
7S	7	25,2 V – 25,9 V	29,4 V
10S	10	36,0 V – 37,0 V	42,0 V
13S	13	46,8 V – 48,1 V	54,6 V
14S	14	50,4 V – 51,8 V	58,8 V

So berechnen Sie die richtige Spitzenspannung

Die Formel ist einfach und funktioniert für jeden Standard-Lithium-Ionen-Akku:

Serienzellen 10S

Zellenlimit 4,2 V

Spitzenleistung 42V

Befolgen Sie diese vier Schritte, um die richtige Ladespannung für Ihre Batterie zu bestätigen:

Bestätigen Sie die Zellchemie. Herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen werden mit 4,2 V pro Zelle aufgeladen. Wenn die Packung eine andere Chemie verwendet, überprüfen Sie zuerst das Datenblatt der Zelle.
Bestätigen Sie die Anzahl der Serien. Suchen Sie nach der S-Nummer auf dem Batterieetikett oder dem BMS (Batteriemanagementsystem).
Multiplizieren. Für 10S: 10 x 4,2V = 42V. Dies ist die Spitzenspannung, die Ihr Ladegerät ausgeben muss.
Nach dem Aufladen überprüfen. Ein funktionsfähiger Akku pendelt sich kurz nach dem Ende des vollständigen Ladevorgangs auf etwa 41,5 bis 42,0 V ein.

Wenn Ihre Messung deutlich außerhalb dieses Bereichs liegt, ist entweder das Ladegerät nicht auf den Rucksack abgestimmt oder der Akku selbst muss überprüft werden.

Warum das Ladegerät bei 42 V hält: CC/CV in der Praxis

Das Lithium-Ionen-Laden verwendet ein zweistufiges Profil namens Konstantstrom / Konstantspannung (CC/CV). Während der ersten Stufe liefert das Ladegerät einen festen Strom, während die Akkuspannung von etwa 30 V auf 42 V ansteigt. Sobald der Akku 42 V erreicht, schaltet das Ladegerät auf Konstantspannung um: Die Spannung bleibt konstant bei 42 V, während der Strom allmählich abnimmt. Der Ladevorgang endet, wenn der Strom auf einen niedrigen Schwellenwert abfällt, typischerweise etwa 5 % des Nennladestroms.

Konstantstromphase

Die Konstantstromphase erledigt den Großteil der Arbeit. Das Ladegerät begrenzt den Strom auf ein sicheres Niveau, während die Akkuspannung auf natürliche Weise ansteigt. Bei einem 10S-Akku bewegt sich die Spannungskurve vom erschöpften Niveau bis zu 42 V, und das BMS überwacht jede Zellgruppe, um sie im Gleichgewicht zu halten.

Konstantspannungsphase

Sobald 42 V erreicht sind, beginnt der Strom abzufallen. Diese Phase verhindert eine Überspannung und lädt gleichzeitig die Zellen auf ihre volle Kapazität auf. Ein Ladegerät, das zu früh abschaltet, lässt Energie ungenutzt; Eine Lösung, die niemals endet, birgt die Gefahr, dass das Paket in einen überladenen Zustand gerät.

   Kurz gesagt: 42V ist nicht nur eine Zielgröße, sondern eine schützende Obergrenze. Eine durchdachte 36-V-Ladesteuerung hält den Akku nur so lange wie nötig auf 42 V und endet dann sauber.  

Häufige Fehler bei der Auswahl eines 36-V-Ladegeräts

Selbst erfahrene Fahrer und Werkstattleiter greifen gelegentlich zum falschen Ladegerät. Die häufigsten Fehler sind:

Verwendung eines Blei-Säure-Ladegeräts. Blei-Säure-Geräte haben oft eine Spannung von 43,2 V oder mehr und folgen einer völlig anderen Spannungskurve. Sie können einen 10S-Lithium-Akku innerhalb von Minuten überladen.
Verwendung eines Lithium-Ladegeräts mit höherer Spannung. Ein 48-V-Ladegerät, das für 13S- oder 14S-Akkus ausgelegt ist, erreicht 54,6 V oder 58,8 V, viel zu hoch für 10S-Zellen.
Verwirrende Nenn- und Spitzenspannungen. Der Kauf eines Ladegeräts mit der Bezeichnung 36 V statt 42 V bedeutet, dass der Akku nie seine volle Kapazität erreichen wird.
Ignorieren des BMS-Kommunikations-Pins. Viele Akkus enthalten ein intelligentes BMS, das vom Ladegerät erwartet, dass es einer bestimmten Aktivierungssequenz folgt.

Wenn ein zuvor zuverlässiges Ladegerät zu früh abschaltet, die 42 V nicht mehr erreicht oder sich unregelmäßig verhält, verwenden Sie es nicht weiter, bis der Fehler diagnostiziert wurde. Unser Leitfaden zu Warum ein 36V-Ladegerät ausfällt behandelt die häufigsten Ursachen und wie man sie identifiziert.

Worauf Sie bei einem qualifizierten 36-V-Lithium-Ionen-Ladegerät achten sollten

Ein zuverlässiges 36-V-Ladegerät sollte mehrere Kriterien erfüllen, die über die offensichtliche 42-V-Ausgabe hinausgehen:

Verifizierte Ausgangsspannung: 42,0 V innerhalb einer engen Toleranz, normalerweise etwa 1 %.
Echter CC/CV-Algorithmus mit automatischer Beendigung anstelle eines festen Timers.
Sicherheitsmaßnahmen: Überspannung, Überstrom, Verpolung und thermische Abschaltung.
Globale Compliance-Kennzeichnungen: CE, UL, FCC, PSE, KC oder RCM, je nach Zielmarkt.
Flexible Anpassung: Steckertyp, Kabellänge, LED-Anzeigen und Gehäusefarben für OEM/ODM-Projekte.

Für E-Bikes, Roller, Drohnen und Elektrowerkzeuge ist ein Ladegerät, das speziell für einen 10S-Lithium-Ionen-Akku entwickelt wurde, die sicherste Wahl. Es sollte auf einem 42-V-Ausgang, einer sauberen CC/CV-Kurve und einer robusten Schutzschaltung basieren und gleichzeitig die Compliance-Standards der Region erfüllen, in der das Endprodukt verkauft wird.

36V 10S Lithium-Ion Battery Charger with 42V Output

36V 10S Lithium-Ionen-Akkuladegerät mit 42V Ausgang Dieses Ladegerät ist für 10S-Lithium-Ionen-Akkus konzipiert, die in E-Bikes, Rollern und Elektrowerkzeugen zu finden sind, und bietet einen 42-V-CC/CV-Ausgang mit Schutzfunktionen und optionalen Kommunikationsprotokollen. Produkt anzeigen →

Häufig gestellte Fragen

F1: Kann ich einen 36-V-10S-Akku mit einem 42-V-Blei-Säure-Ladegerät laden?

Nein. Auch wenn das Spannungsetikett ähnlich aussieht, verwenden Blei-Säure-Ladegeräte ein anderes Profil und können über 42 V schweben oder eine hohe Welligkeit erzeugen. Verwenden Sie ein Ladegerät, das speziell für Lithium-Ionen-10S-Akkus entwickelt wurde.

F2: Was ist der Unterschied zwischen 36 V und 42 V?

36 V ist die Nennspannung eines 10S-Akkus, während 42 V die maximale Ladespannung ist. Das Ladegerät ist für 42 V ausgelegt, da der Akku genau an diesem Punkt aufhören muss, Energie zu absorbieren.

F3: Mein Ladegerät stoppt bei 41,6 V. Ist es kaputt?

Nicht unbedingt. Kleinere Abweichungen aufgrund der Ladegerättoleranz und der BMS-Schwellenwerte sind normal; Jeder Wert zwischen 41,5 V und 42,0 V ist akzeptabel. Wenn der Ladevorgang weit unterhalb dieses Bereichs stoppt, überprüfen Sie sowohl das Ladegerät als auch den Akku.

F4: Verbrauchen alle 36-V-Lithiumbatterien 4,2 V pro Zelle?

Nein. Einige Chemikalien wie Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) laden nur mit 3,65 V pro Zelle. Überprüfen Sie immer das Datenblatt der Zelle. Die Formel bleibt dieselbe: Reihenzellen x Ladegrenzwert pro Zelle entspricht der Spitzenspannung des Akkus.

Die Berechnung der korrekten Spitzenspannung für einen 36-V-10S-Lithium-Ionen-Akku läuft auf eine Gleichung hinaus: 10 x 4,2 V = 42 V. Wenn Sie diesen Wert berücksichtigen, schützen Sie Ihre Zellen, bewahren die Kapazität und verlängern die Lebensdauer der Batterie. Wenn Sie bereit sind, ein Ladegerät für Ihr Projekt auszuwählen, arbeiten Sie mit einem Hersteller von Lithium-Batterieladegeräten das sowohl die Spannungsberechnung als auch den dahinter liegenden Ladealgorithmus versteht. Diese Kombination macht die Stromversorgung sicher, effizient und konform.