LiFePO4
Individuálne LiFePO4 články majú nominálne napätie asi 3,2 V alebo 3,3 V. Na zostavenie sady lítium -železo -fosfátových batérií používame niekoľko článkov v sérii (zvyčajne 4).
- Pri použití štyroch buniek fosforečnanu lítno-železnatého v sérii nám pri plnom nabití poskytne zhruba ~ 12,8-14,2 voltov. Toto je najbližšie k tradičnej olovenej kyseline alebo AGM batérii.
- Bunky fosforečnanu lítno-železitého majú väčšiu hustotu buniek ako kyselina olovnatá pri zlomku hmotnosti.
- Bunky fosforečnanu lítno-železitého majú menšiu hustotu buniek ako lítium ión. Vďaka tomu sú menej prchavé, bezpečnejšie na používanie a ponúkajú takmer dvojnásobnú náhradu za balenia AGM.
- Aby sme dosiahli rovnakú hustotu ako lítium-iónové bunky, musíme na zvýšenie ich kapacity paralelne ukladať bunky fosforečnanu lítneho a železa. Batériové batérie lítium železo-fosforečnanu s rovnakou kapacitou lítium-iónového článku budú teda väčšie, pretože na dosiahnutie rovnakej kapacity je potrebných viac paralelne.
- Fosfátové články lítium železo-fosforečnanu sa môžu používať v prostredí s vysokou teplotou, kde by sa lítium-iónové články nemali používať nikdy nad +60 ° C.
- Typická odhadovaná životnosť lítium-železo-fosfátovej batérie je 1 500 - 2 000 nabíjacích cyklov až 10 rokov.
- Balenie fosforečnanu lítno-železnatého si spravidla ponechá poplatok 350 dní.
- články fosforečnanu lítno-železitého majú štyrikrát (4x) kapacitu olovených kyslých batérií.
Lítium-iónové
Individuálne Lítium-iónové články majú spravidla nominálne napätie 3,6 V alebo 3,7 voltu. Na zostavenie lítium -iónovej batérie ~ 12 voltov používame niekoľko článkov v sérii (zvyčajne 3).
- Aby sme mohli použiť lítium-iónové články pre 12 V energetickú banku, umiestnime ich 3 do série, aby sme dostali 12,6 voltový balíček. Toto je najbližšie k menovitému napätiu zapečatenej olovenej batérie pomocou lítium-iónových článkov
- Lítium-iónové bunky majú vyššiu hustotu buniek ako fosforečnan lítno-železnatý, o ktorom sme hovorili vyššie. To znamená, že ich využívame na požadovanú kapacitu menej. Vyššia hustota buniek je drahšia kvôli väčšej prchavosti.
- Rovnako ako v prípade fosforečnanu lítno-železného, aj v prípade zvyšovania kapacity našich balení môžeme paralelne ukladať lítium-iónové bunky.
- Typická odhadovaná životnosť lítium-iónovej batérie je dva až tri roky alebo 300 až 500 nabíjacích cyklov.
- Lítium-iónové balenie si zvyčajne vyberie poplatok za 300 dní.
Napätie v balení
Túto sekciu pridám na základe spätnej väzby od jedného z našich sledovateľov na Facebooku.
Dôvodom, prečo používame 3 články v sérii pre lítium-iónové batérie, je napätie. Lítium -iónový akumulátor 4S má pri plnom nabití príliš vysoké napätie (~ 16,8 V). Na rozdiel od toho existujú niektoré rádiá, ktoré vyžadujú viac napätia, ako môže nízka strana 3-lítium-iónového balenia poskytnúť na konci jeho napäťovej krivky. Ak chceme aj naďalej používať lítium -iónové balenie 4S, musíme integrovať DC DC regulátor, ktorý bude riadiť výstup napätia. Alebo, ako som sa zmienil v druhom odseku, môžeme použiť aj články fosfátu lítno-železitého, ktoré majú 14,2-14,4v plne nabité. To je úplne v poriadku pre väčšinu rádií, ale prečítajte si požiadavky na napätie pre vaše rádio.
nabíjanie
nabíjanie fosforečnanu lítno-železitého + lítium-iónových buniek je veľmi podobné. Na nabíjanie sa používa konštantný prúd a potom konštantné napätie. Ak hovoríme o jednej z batérií pre kutilov z kanála, solárne alebo stolné nabíjanie sa zvyčajne uskutočňuje pomocou dvoch zariadení.
- Najprv máme zdroj napätia a prúdu. Môže to byť napríklad nastaviteľný dolár alebo solárny panel.
- Ďalej máme regulátor nabíjania. Toto reguluje napätie a prúd vychádzajúci z nášho zdroja napätia / prúdu a napája BMS.
- Nakoniec BMS pošle regulované napätie do balenia. To tiež odvádza napätie z buniek, ktoré majú vyššie napätie ako ostatné. To dáva ostatným šancu dohnať. Napriek tomu, čo hovorí Bioenno, nikdy priamo nepripájajte neregulovaný zdroj k svojej batérii (BMS alebo nie!).
Chladné počasie
Tak ako pri všetkých batériách, nachladnutie ovplyvňuje schopnosť nabíjania lítium-iónových alebo lítium-železitých fosfátových článkov. Preto musíme urobiť niečo, aby sme zaistili, že batéria neklesne pod bod mrazu. Nabíjanie batérie je jedným z dôvodov, prečo nasadím prístrešok v chladnom počasí. Je relatívne ľahké udržať teplotu vo vnútri prístrešku nad bodom mrazu, zatiaľ čo vaša solárna energia alebo generátor zostávajú mimo stan. Jeden trik používaný na udržanie týchto buniek nad bodom mrazu je ich udržiavanie a rádiové vybavenie vo vnútri krytu. Všetky rádiá produkujú teplo, takže obmedzujú (do istej miery) vetranie, teplo z rádia výrazne zahreje priestor okolo batérie. Ďalším trikom je použitie chemických ohrievačov rúk v blízkosti alebo vo vnútri priestoru pre batérie. Ide o použitie zdravého rozumu. Pretože vieme, že by sme nemali nabíjať batérie pod bodom mrazu, jednoduchá zmena prevádzkových postupov to môže ľahko napraviť.
vyvažovanie
Ak zostavujete balík s viac ako jednou bunkou v sérii, budete musieť bunky v balení alebo v nabíjačke vyvážiť.
Je dôležité zdôrazniť len to, že niekto môže vytvoriť video alebo blog YouTube, ktorý vám ukáže, ako zostaviť balík, nevyhnutne neznamená, že presne vedia, čo robia.
Zrátané a podčiarknuté, musíte buď manuálne vyvážiť svoje bunky, alebo aktívne vyvážiť svoje bunky. Ak budujete jeden z mojich projektov batériových zdrojov A budete ich používať súčasne so súčasným nabíjaním a vybíjaním, aktívna rovnováha je správny spôsob. Na druhej strane, ak tento balík používate iba na vybíjanie, vynášate ho na pole na vybitie a potom sa nabíja, keď sa vrátite domov, technicky pri vykladaní balenia nepotrebujete žiadne vyvažovanie. Ak budete nabíjať bunky ako kompletný balík 4s alebo 3s, budete potrebovať vyrovnávací poplatok alebo ich nabíjať jednotlivo. Samozrejme, ak používate 18650 batérií a vaša nabíjačka umožňuje nabíjať naraz viac ako jednu bunku, ste všetci v poriadku!
Výber BMS
Nasledujúci odsek sa týka iba tých z vás, ktorí by chceli vyrobiť kompletnú batériu. Teraz, keď ste si prečítali vyššie uvedené odseky, chápete, že napätia medzi lítiovými iónmi a fosforečnanmi lítno-železnatými sú jedinečné. To tiež znamená, že BMS, ktoré používate pre svoje batérie, sú špecifické pre lítium-iónový alebo fosforečnan lítno-železnatý. V projektoch na kanáli nájdete množstvo rôznych vyvažovacích dosiek. Vyvažovacie dosky vyberáme podľa schopností, ktoré od nich požadujeme. Pred výberom rady potrebujeme vedieť:
- Koľko zosilňovačov chceme pretiahnuť cez dosku
- Koľko buniek je v sérii
- Či už sa použijú bunky lítium-iónového alebo fosforečnanu lítno-železitého
- Poskytuje doska vyrovnávanie buniek (ak používate BMS, vždy ho vyrovnajte s bunkami)
Ak tieto čísla máte, môžete ich použiť na výber správneho BMS od svojho dodávateľa. Nemali by ste sa pozerať na cenu, kým nepochopíte svoje požiadavky. Mali by ste sa starať aj o predajcov eBay a Alibaba. Dosky BMS často nesprávne označujú oveľa väčšími možnosťami, ako skutočne poskytujú. Preto používajte zdravý rozum. Ak viem, že budem ťahať 15 A z BMS, zvyčajne si kúpim jeden z eBay, ktorý je ohodnotený na 30 A.
Prečo by ste chceli integrovať BMS do vášho projektu? Dobrý BMS tiež ponúka tieto funkcie:
- Ochrana proti prepätiu
- Ochrana proti podpätiu
- Ochrana proti skratu
- vyvažovanie
Keď vám ľudia hovoria, aby ste nepoužívali BMS alebo vyvažovanie nie je potrebné, robia tak bez pochopenia dodatočnej ochrany, ktorú BMS poskytuje. Potraviny na zamyslenie!
Graf vypúšťania lítia verzus SLA
Niekedy, bez ohľadu na to, ako veľmi sa snažím, sa operátori stále držia ilúzie, že uzavretá olovená kyselinová batéria rovnakej kapacity sa nelíši alebo dokonca lepšia ako lítium-iónová alebo fosforečnan lítno-železitá. Zvyčajne sa to zakladá na cene. To je úplný nezmysel!
Tu je niekoľko faktov.
- Hlavným dôvodom nepoužívania olovenej batérie je hmotnosť. Balenia s lítiom a fosforečnanom lítno-železnatým sú zlomkom hmotnosti a ponúkajú vyššiu hustotu buniek. To sa premieta do väčšieho prevádzkového času alebo schopnosti poháňať náš výstroj oveľa dlhšie v teréne bez toho, aby sa zvýšila veľkosť / hmotnosť.
- Malé utesnené olovené akumulátory majú pri vysokom zaťažení extrémny pokles napätia. Nikdy neboli navrhnuté pre aplikácie s vysokým prúdom. V skutočnosti boli malé uzavreté olovené akumulátory navrhnuté tak, aby na ne mali malú záťaž po dlhú dobu. Pri použití typických 15 až 20 A z moderného 100 W rádia dochádza k výraznému poklesu napätia. Správne zabudovaný lítiový ión alebo fosforečnan lítno-železnatý nevykazuje rovnaký pokles napätia ako olovená batéria. V skutočnosti je pri zaťažení napätie relatívne nízke, zatiaľ čo sa vybíja lítium-iónový a fosforečnan lítno-železitý.
- Jednou z ilúzií o lítium-iónových alebo lítium-železo-fosfátových akumulátoroch je „nabíjanie je ťažké“. Balíky lítium-iónových a fosforečnanov lítno-železnatých sa v skutočnosti nabíjajú ľahšie ako zapečatené olovené akumulátory, ak im pred tým len otvoríme myseľ. Potrebujeme iba vedieť, koľko buniek máme v sérii a napätie jednotlivých buniek v balení. Potom pomocou tohto čísla aplikujte na batériu konštantný prúd. Toto je základná matematika! Pri nabíjaní batérií obsahujúcich lítium alebo lítium-železo-železo neexistuje žiadne plávajúce napätie ani žiadne stupne. Iba konštantný prúd s konštantným napätím. Keď batéria dosiahne vrchol svojej krivky napätia, je úplne nabitá. Žiadne plávanie alebo absorpcia .. je to len plné, keď dosiahne vrchol svojej krivky napätia.
Na internete je teda veľa nesprávnych informácií. V službe YouTube je toho ešte viac, čo vedie k tomu, že ste vedeli YouTubers, ktorí buď nepoznajú alebo neuskutočnili výskum. Nezabíjať ich, ale je dôležité, aby každý z nás robil vlastný výskum. Súhlasím s tým, že na povrchu sa zdá, že olovená kyselinová batéria by bola lacnejšia ako nákup lítium-iónového alebo fosforečnanu lítno-železitého. Existuje mnoho ďalších vecí, na ktoré sa musíme pozerať nad cenu, čo nám dáva skutočnú odpoveď na túto otázku. V žiadnom z mojich projektov už neuvažujem o použití olovených batérií. Takto sa získa ión lítny a fosforečnan lítno-železnatý. Ktorý z nich by ste mali použiť v projekte? Tak som si vybral.
- Ak sa snažím ísť ultralehkou cestou dosť ďaleko, je lítium-ión pravdepodobne lepším spôsobom. Vyššia hustota buniek poskytuje dlhšiu dobu prevádzky v menšom balení ako fosforečnan lítno-železnatý,
- Ak hľadám niečo, s čím by bolo ľahké pracovať, väčšie množstvo wattov nad 3S Li-Ion, kde som sa tradične používal v SLA batérii, je LiFePO4 lepšou voľbou.
- Ak hľadám najlepšiu investíciu pre akumulátory v solárnom generátore mimo mriežky, znie 1500 - 2 000 cyklov, nulová údržba a 10 alebo viac rokov znie celkom úžasne.
Rovnako ako čokoľvek na svete aj výsledky našich projektov sú založené na výskume, ktorý robíme. Často kritizujem nezverejňovanie toľkých videí, ale keď robíte výskum a prácu na pozadí, nie je možné vyhodiť každé staré mizerné video každý deň. Aj výskumníci. Nakoniec to bude veľmi prospešné.
Cestovanie s lítiovými batériami
Pravidlá sa menia z jednej jurisdikcie na druhú tak ľahko, ako sa deň mení na noc. V súčasnosti sa zdá, že najťažšie obmedzenia týkajúce sa lítiových batérií sa nachádzajú v severnej Amerike alebo z nej. Podľa webových stránok FAA aj TSA môžu byť v batožinovom priestore so súhlasom leteckej spoločnosti povolené lítiové batérie s dĺžkou viac ako 100 wattov, ale sú obmedzené na dve náhradné batérie na cestujúceho. Uvoľnené lítiové batérie sú v označených vreckách zakázané. FAA ani TSA nerozlišujú medzi lítiovými iónmi alebo fosforečnanmi lítno-železnatými.
100% bezpečná platba
