LiFePO4 та літій-іонний

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Індивідуальний LiFePO4 осередки мають номінальну напругу близько 3,2 В або 3,3 В. Ми використовуємо кілька елементів послідовно (зазвичай 4) для складання літій -залізо -фосфатної батареї.

• Використовуючи чотири клітини літій-фосфатного заліза послідовно, ми отримуємо приблизно ~ 12,8-14,2 вольт при повному завантаженні. Це найближче, що ми збираємось знайти до традиційної свинцево-кислотної або AGM батареї.
• Клітини фосфату заліза літію мають більшу щільність клітин, ніж свинцева кислота, на частку ваги.
• Клітини фосфату заліза літію мають меншу щільність клітин, ніж іон літію. Це робить їх менш мінливими, безпечнішими у застосуванні, і пропонує майже індивідуальну заміну пакетів AGM.
• Щоб досягти такої ж щільності, що і літій-іонні клітини, нам потрібно укласти паралельно літій-фосфатні клітини, щоб збільшити їх потужність. Тож батареї літієво-фосфатного заліза з однаковою ємністю літій-іонної комірки будуть більшими, оскільки для досягнення тієї ж ємності потрібно паралельно більше клітин.
• Клітини фосфату заліза літію можна використовувати у високотемпературних умовах, коли клітини іону літію ніколи не повинні використовуватися вище +60 Цельсія.
• Типовий орієнтовний термін експлуатації літієво-фосфатного акумулятора - 1500-2000 циклів заряду до 10 років.
• Зазвичай літій-фосфатний залізний пакет затримуватиметься 350 днів.
• Літій-фосфатні залізні клітини мають чотири рази (4 рази) ємність свинцево-кислотних акумуляторів.

Літій-іонний

Індивідуальний Літій-іонний осередки зазвичай мають номінальну напругу 3,6 В або 3,7 вольта. Ми використовуємо послідовно декілька елементів (зазвичай 3) для створення літій -іонно -літій -іонної батареї ~ 12 вольт.

• Щоб використовувати літій-іонні осередки для банку потужністю 12 В, ми розміщуємо їх 3 послідовно, щоб отримати 12,6 вольт. Це найближче ми можемо дістати до номінальної напруги герметичного свинцево-кислотного акумулятора, використовуючи літій-іонні осередки
• Клітини іонів літію мають більшу щільність клітин, ніж фосфат заліза літію, про який ми говорили вище. Це означає, що ми використовуємо їх менше для бажаної ємності. Більш висока щільність клітин приходить до більш високої мінливості.
• Як і у випадку з фосфатом заліза літію, ми також можемо укладати літій-іонні клітини паралельно, щоб збільшити ємність наших упаковок.
• Типовий орієнтовний термін експлуатації літій-іонної батареї - два-три роки або 300-500 циклів заряду.
• Зазвичай літій-іонний пакет заряджатиме 300 днів.

Пакет напруг

Я додам цей розділ на основі відгуків одного з наших підписників у Facebook.
Причиною того, що ми використовуємо 3 осередки послідовно для літій-іонних батарей, є напруга. Іонно -літієва батарея 4S має занадто високу напругу (~ 16,8 В) при заповненні. На відміну від цього, є деякі радіоприймачі, які потребують більшої напруги, ніж нижня сторона 3-літій-іонної упаковки, що може бути забезпечена в кінці кривої напруги. Якщо ми все ще хочемо використовувати 4S літій -іонний пакет, нам потрібно інтегрувати регулятор постійного струму постійного струму для управління вихідною напругою. Або, як я згадував у другому абзаці, ми також можемо використовувати літій-залізофосфатні осередки, які мають 14,2-14,4 вольта повністю зарядженими. Це абсолютно нормально для більшості радіостанцій, але прочитайте вимоги до напруги для вашого радіо.

Зарядка

Заряджаючи літій фосфат заліза + літій-іонні клітини дуже схожі. Обидва використовують постійний струм, а потім постійну напругу для зарядки. Якщо ми говоримо про один із самих акумуляторних батарей із каналу, сонячна або настільна зарядка зазвичай здійснюється двома передачами.

• Спочатку ми маємо джерело напруги та струму. Це може бути регульований долар або, наприклад, сонячна панель.
• Далі ми маємо контролер заряду. Це регулює напругу та струм, що виходять з нашого джерела напруги / струму, живлячи BMS.
• Нарешті, BMS посилає регульовану напругу в пакет. Він також вимиває напругу з комірок, які мають більш високу напругу, ніж інші. Це дає можливість оточуючим наздогнати. Незважаючи на те, що каже Bioenno, ніколи не підключайте безпосередньо нерегульоване джерело до свого акумулятора (BMS чи ні!).

Холодна погода

Як і у всіх батарей, холод впливає на здатність заряджати літій-іонні або літієві фосфатні заліза. Тому нам потрібно зробити щось для того, щоб акумулятор не опустився нижче замерзання. Зарядка акумулятора - одна з причин, коли я розгортаю укриття під час холодної погоди. Підтримувати температуру всередині укриття вище замерзання досить просто, тоді як сонячна енергія або генератор залишаються поза наметом. Одним із хитрощів, які використовуються для запобігання замерзання цих комірок, є зберігання їх та радіообладнання всередині корпусу. Всі радіоприймачі виробляють тепло, тому обмежуючи (до певної міри) вентиляцію, тепло від радіоприймача значно прогріє простір навколо акумулятора. Ще одна хитрість - використовувати хімічні нагрівачі для рук поблизу або всередині батарейного відсіку. Сенс у тому, щоб використовувати здоровий глузд. Оскільки ми знаємо, що не слід заряджати батареї нижче замерзання, це може легко усунути проста спроба роботи.

Врівноваження

Якщо ви будуєте пакет з декількома клітинками послідовно, вам потрібно буде врівноважити комірки в упаковці або в зарядному пристрої.
Важливо вказати лише на тому, що хтось може створити відео чи блог на YouTube, який показує вам, як створити пакет, не обов'язково означає, що вони точно знають, що роблять.
У підсумку вам потрібно або вручну врівноважити клітини, або активно збалансувати клітини. якщо ви будуєте один із проектів моєї акумуляторної батареї, і ви збираєтесь використовувати цей пакет, одночасно заряджаючи та розряджаючи його, активне врівноваження - це шлях. З іншого боку, якщо ви використовуєте цей пакет лише для вивантаження, вивозите їх у поле для вивантаження, а потім заряджаєте, як тільки повернетесь додому, технічно вам не потрібно балансувати під час вивантаження пакета. Якщо ви збираєтеся заряджати клітинки як повний пакет 4-х або 3-х, вам знадобиться балансова зарядка або стягувати їх окремо. Звичайно, якщо ви використовуєте 18650 акумуляторів, а ваш зарядний пристрій забезпечує заряджання декількох комірок одночасно, у вас все добре!

Вибір BMS

Наступний параграф стосується лише тих із вас, хто хотів би скласти повний акумулятор. Тепер, прочитавши параграфи вище, ви зрозуміли, що напруги між іоном літію та фосфатом заліза літію є унікальними. Це також означає, що BMS, який ви використовуєте для своєї акумуляторної батареї, є специфічною для іона літію або фосфату заліза літію. У проектах на каналі можна знайти різноманітні балансувальні дошки. Ми вибираємо балансувальні дошки відповідно до можливостей, які ми вимагаємо від них. Перш ніж вибрати дошку, ми повинні знати:

• Скільки ампер ми хочемо провести через плату
• Скільки клітин у серії
• Будуть використовуватись іон літію або літій фосфатні заліза
• Чи пропонує плата врівноваження комірок (якщо ви використовуєте BMS, завжди отримуйте балансування комірок)

Коли у вас є ці номери, ви можете використовувати їх, щоб вибрати правильний BMS у вашого постачальника. Ви навіть не повинні дивитись на ціну, поки не зрозумієте свої вимоги. Ви також повинні подбати про продавців eBay та Alibaba. Вони часто неправильно маркують плати BMS зі значно більшими можливостями, ніж вони насправді надають. Тому використовуйте здоровий глузд. Якщо я знаю, що я буду витягувати 15 амперів з BMS, я зазвичай купую його з eBay, який розрахований на 30 ампер.
Чому ще ви хочете інтегрувати BMS у свій проект? Хороший BMS також пропонує такі функції:

• Захист від перенапруги
• Захист від напруги
• Захист від короткого замикання
• Врівноваження

Коли люди говорять вам не використовувати BMS або балансування не потрібно, вони роблять це, не розуміючи додаткового захисту, який надає BMS. Їжа для роздумів!

Графік розряду літію проти SLA

Іноді, як би я не старався, оператори все ще тримаються за ілюзію, що герметична свинцево-кислотна батарея такої ж ємності не відрізняється або навіть краще, ніж іон літію або літій-фосфат заліза. Зазвичай це залежить від ціни. Це цілковита дурниця!
Ось кілька фактів.

• Причиною номер один для використання свинцево-кислотного акумулятора є вага. Пакети фосфату заліза літію та літію є часткою ваги, пропонуючи при цьому більшу щільність клітин. Це означає більший час роботи, або здатність набагато довше експлуатувати нашу передачу, не збільшуючи розмір / вагу.
• Невеликі герметичні свинцево-кислотні акумулятори мають надзвичайний перепад напруги під великим навантаженням. Вони ніколи не були розроблені для застосувань високої сили струму. Насправді невеликі герметичні свинцево-кислотні акумулятори розраховані на невелике навантаження на них протягом тривалого періоду часу. Застосовуючи типові 15-20 ампер із сучасного радіостанцією потужністю 100 Вт, ми відчуваємо значне падіння напруги. Правильно вбудований літій-іонний або літієвий фосфат заліза не демонструє такого ж падіння напруги, як свинцево-кислотна батарея. Насправді під навантаженням напруга є відносно рівним при розряді іонів літію та літій-фосфату заліза.
• Однією з ілюзій щодо літій-іонних або літій-залізофосфатних батарей є "їх важко зарядити". Насправді пакети з іонами літію та фосфатом заліза літію легше зарядити, ніж герметичний свинцево-кислотний акумулятор, якщо ми просто відкриваємо його розум. Все, що нам потрібно знати, - це кількість комірок у серії і напруга окремих клітин у пачці. Потім використовуйте це число, щоб застосувати постійний струм постійного струму до упаковки. Це основна математика! Немає напруги поплавця або будь-яких етапів при зарядці літієвих або літієвих фосфатних заліза. Просто постійний струм постійної напруги. Коли акумулятор досягне вершини кривої напруги, він заповнений. Ні плаваючої, ні поглинаючої, .. вона просто повна, коли вона досягає вершини кривої напруги.

Так що в Інтернеті багато дезінформації. На YouTube є ще більше, керовані YouTubers, які або не знають, або не проводили дослідження. Не грюкаючи ними, але кожному з нас важливо зробити власне дослідження. Я погодився б, що на поверхні здається, що свинцево-кислотний акумулятор буде дешевше придбати, ніж літій-іонний або літій-фосфатний залізний пакет. Є так багато інших речей, на які варто дивитись понад ціну, що дають нам реальну відповідь на це питання. Я навіть не думаю про використання свинцево-кислотних акумуляторів в жодному з моїх проектів. Так що залишає іон літію та фосфат заліза літію. Кого ви повинні використовувати в проекті? Ну ось як я вибираю.

• Якщо я намагаюся пройти надлегку подорож на досить відстань пішки, іон літію, мабуть, кращий шлях. Більша щільність клітин дає більший час роботи в меншій упаковці, ніж фосфат заліза літію,
• Якщо я шукаю щось легке для роботи, то більша кількість ватт-годин над 3S Li-Ion, де я традиційно використовувався в батареї SLA, LiFePO4 - кращий вибір.
• Якщо я шукаю найкращі інвестиції для акумуляторних батарей в сонячному генераторі без мережі, 1500-2000 циклів, нульове обслуговування та 10 і більше років, це виглядає досить дивовижно.

Як і все у світі, результати наших проектів ґрунтуються на дослідженнях, які ми проводимо. Я часто піддаюсь критиці за те, що не публікує стільки відео, але коли ви займаєтесь дослідженнями та фоновими роботами, неможливо щодня викидати старе м'яке відео. Так роблять хлопці з досліджень. Зрештою, це буде дуже корисно.

Подорож з літієвими батареями

Правила змінюються від однієї юрисдикції до іншої так само легко, як день перетворюється на ніч. На даний момент здається, що найсуворіші обмеження щодо літієвих батарей виявляються під час польоту в Північну Америку чи поза нею. Згідно з веб-сайтами FAA та TSA, літієві акумулятори, що мають більше 100 ватт годин, можуть бути дозволені в сумках для переноски з погодженням авіакомпанії, але обмежуються двома запасними батареями на одного пасажира. Вільні літієві батареї заборонені в мішках, що перевіряються. Ні FAA, ні TSA не мають різниці між іонами літію або фосфатом заліза літію.