Cel, module en pack: hoe is een thuisbatterij opgebouwd?
Een thuisbatterij ziet er van buiten uit als één geheel. Maar van binnen bestaat hij uit een hiërarchische opbouw van cel, module en pack. Die opbouw begrijpen helpt bij het vergelijken van systemen en bij het interpreteren van specificaties zoals capaciteit, spanning en levensduur.
De cel: het kleinste onderdeel
De cel is de kleinste functionele eenheid van een batterij. Het is het onderdeel waar de daadwerkelijke energieopslag plaatsvindt via chemische reacties. Een cel heeft een nominale spanning van ongeveer 3,2 volt bij LFP chemie en een capaciteit die wordt uitgedrukt in ampère-uur.
Individuele cellen zijn klein. Een enkele LFP cel heeft doorgaans een capaciteit van enkele tientallen ampère-uur. Om bruikbare hoeveelheden energie op te slaan worden cellen gecombineerd tot grotere eenheden. De kwaliteit van de individuele cellen bepaalt voor een groot deel hoe veilig, efficiënt en lang een systeem meegaat. Meer over celchemie lees je in het artikel over LFP.
De module: cellen gebundeld
Een module is een groep cellen die samen zijn gebundeld en van een gemeenschappelijke behuizing en bedrading zijn voorzien. Binnen een module worden de cellen in serie of parallel geschakeld om de gewenste spanning en capaciteit te bereiken.
Bij serieschakeling stijgt de spanning terwijl de capaciteit gelijk blijft. Bij parallelschakeling stijgt de capaciteit terwijl de spanning gelijk blijft. Door combinaties van beide schakelingen ontstaat de gewenste combinatie van spanning en capaciteit voor het systeem.
De module heeft ook een eigen thermisch management en beveiliging. Dat voorkomt dat een probleem in één cel zich verspreidt naar de rest van de module. Meer over hoe het battery management system de cellen bewaakt lees je in het artikel over BMS.
Het pack: het complete systeem
Een pack is de complete batterij zoals die bij de consument terechtkomt. Het bestaat uit een of meerdere modules, een battery management system, een behuizing en in het geval van plug-in thuisbatterijen ook een ingebouwde omvormer.
Bij modulaire plug-in systemen zoals de Anker SOLIX Solarbank Max AC bestaat het systeem uit een hoofdunit met ingebouwde omvormer en BMS. Uitbreidingsbatterijen voegen alleen extra capaciteit toe en hebben geen eigen omvormer. De hoofdunit stuurt het gehele systeem aan. Meer over parallel schakelen lees je in het artikel over parallel schakelen.
Waarom is deze opbouw relevant bij de aanschaf?
Wij zien in de praktijk dat veel consumenten de opbouw van cel, module en pack volledig overslaan en alleen naar het totale capaciteitsgetal kijken. Maar juist die opbouw bepaalt direct hoe veilig, hoe efficiënt en hoe lang een systeem meegaat.
Een systeem met kwalitatieve cellen, een goed thermisch management per module en een betrouwbaar BMS op packniveau presteert structureel beter dan een systeem dat op papier dezelfde capaciteit heeft maar goedkopere componenten gebruikt.
Bij de aanschaf is het verstandig om de opbouw van cel, module en pack mee te nemen in de vergelijking, naast celchemie en de kwaliteit van het BMS. Die combinatie bepaalt de werkelijke waarde van een systeem over de volledige levensduur. Meer over degradatie en hoe de opbouw dat beïnvloedt lees je in het artikel over degradatie.