مخطط جهد خلية LiFePO4: دليل شامل (3.2V 12V 24V 36V 48V 72V)

679 نشرت من قبل بيسلبات 09 أغسطس 2024

تستخدم بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) (LFP للاختصار) فوسفات حديد الليثيوم كمادة إلكترود موجب، وقطب كربون الجرافيت والمعادن كقطب سلبي. نظرًا لتكلفتها المنخفضة، وكثافة الطاقة العالية، ودورة الحياة الطويلة، والسلامة والاستقرار، فإنها تستخدم على نطاق واسع في المركبات الكهربائية، وعربات الجولف، والرافعات الشوكية، والمركبات الترفيهية، وآلات الأرضية، والمصاعد المقصية، ومنصات العمل الجوية، والبحرية، ومناولة المطارات، والتخزين المنزلي. وتخزين الطاقة الصناعية والتجارية.

أساسيات جهد بطارية LiFePO4

لفهم أفضل لجهد بطارية LiFepo4، لها ه بعض التعاريف الأساسية.

الجهد الاسمي - 3.25 فولت هو الجهد الاسمي للبطارية. يتم استخدام الجهد القياسي لمراقبة شحن البطارية وتفريغها.

جهد التخزين - 3.2 فولت - 3.4 فولت إذا لم يتم استخدام البطارية لفترة طويلة، فيجب تخزينها عند هذا الجهد المثالي. يقلل جهد التخزين من فقدان سعة البطارية، وبالتالي ضمان عمل البطارية بشكل صحيح.

الجهد المشحون بالكامل – يتم شحنه إلى 3.65 فولت وهو الحد الأقصى للجهد. إذا تم شحن البطارية أعلى من هذا المستوى، فقد يتسبب ذلك في تلف لا يمكن إصلاحه.

جهد التفريغ – 2.5 فولت هو الحد الأدنى لجهد التفريغ. لا ينصح للمستخدمين بالتفريغ تحت هذا الجهد. إذا تم تفريغ البطارية بشكل يتجاوز الحد المسموح به، فقد تتعرض للتلف.

التفريغ العميق – في هذه الحالة يكون الجهد أقل من المستوى الموصى به. بعد التفريغ العميق، قد تفشل بطارية LiFePO4 تمامًا.

LiFePO4 الفولتميتر: 12 فولت 24 فولت 36 فولت 48 فولت 72 فولت

شركة نفط الجنوب	1 خلية (3.2 فولت)	12 فولت	24 فولت	36 فولت	48 فولت	72 فولت
شحن 100%	3.65 فولت	14.6 فولت	29.2 فولت	43.8 فولت	58.4 فولت	87.6 فولت
راحة 100%	3.4 فولت	13.6 فولت	27.2 فولت	40.8 فولت	54.4 فولت	81.6 فولت
90%	3.35 فولت	13.4 فولت	26.8 فولت	40.2 فولت	53.6 فولت	80.2 فولت
80%	3.32 فولت	13.28 فولت	26.56 فولت	39.84 فولت	53.12 فولت	79.68 فولت
70%	3.3 فولت	13.2 فولت	26.4 فولت	39.6 فولت	52.8 فولت	79.2 فولت
60%	3.27 فولت	13.08 فولت	26.16 فولت	39.24 فولت	52.32 فولت	78.48 فولت
50%	3.26 فولت	13.04 فولت	26.08 فولت	39.12 فولت	52.16 فولت	78.24 فولت
40%	3.25 فولت	13 فولت	26 فولت	39 فولت	52 فولت	78 فولت
30%	3.22 فولت	12.88 فولت	25.76 فولت	38.64 فولت	51.52 فولت	77.28 فولت
20%	3.2 فولت	12.8 فولت	25.6 فولت	38.4 فولت	51.2 فولت	76.8 فولت
10%	3V	12 فولت	24 فولت	36 فولت	48 فولت	72 فولت
0	2.5 فولت	10 فولت	20 فولت	30 فولت	40 فولت	60 فولت

جهاز قياس جهد بطارية LiFePO4 3.2 فولت

• الجهد الاسمي: 3.2 فولت
• جهد الشحن: 3.65 فولت
• جهد قطع التفريغ: 2.5 فولت

lithium iron phosphate cells

شركة نفط الجنوب	1 خلية (3.2 فولت)
شحن 100%	3.65 فولت
راحة 100%	3.4 فولت
90%	3.35 فولت
80%	3.32 فولت
70%	3.3 فولت
60%	3.27 فولت
50%	3.26 فولت
40%	3.25 فولت
30%	3.22 فولت
20%	3.2 فولت
10%	3V
0	2.5 فولت

3.2V LiFePO4 Cell Voltage Chart

جهاز قياس جهد بطارية LiFePO4 12 فولت

• الجهد الاسمي: 12.8 فولت
• جهد الشحن: 14.6 فولت
• جهد قطع التفريغ: 10 فولت

12 فولت هو الجهد المثالي للدراجات الكهربائية، محركات التصيد , البحرية البطاريات و منصة العمل الجوية المعدات والطاقة الشمسية المنزلية

شركة نفط الجنوب	12 فولت
شحن 100%	14.6 فولت
راحة 100%	13.6 فولت
90%	13.4 فولت
80%	13.28 فولت
70%	13.2 فولت
60%	13.08 فولت
50%	13.04 فولت
40%	13 فولت
30%	12.88 فولت
20%	12.8 فولت
10%	12 فولت
0	10 فولت

12V LiFePO4 Cell Voltage Chart

جهاز قياس جهد بطارية LiFePO4 24 فولت

• الجهد الاسمي: 25.6 فولت
• جهد الشحن: 29.2 فولت
• جهد قطع التفريغ: 20 فولت

تعتبر بطاريات LiFePO4 بقدرة 24 فولت مثالية للاستخدام مع محركات التصيد بالقوارب والرافعات المقصية ورافعات ذراع الرافعة. المكانس وآلات الأرضيات و عربات سكن متنقلة طاقة.
يمكنك شراء أ بطارية LiFePO4 24 فولت ، أو يمكنك شراء بطاريتين متطابقتين LiFePO4 بقدرة 12 فولت على التوالي.

شركة نفط الجنوب	24 فولت
شحن 100%	29.2 فولت
راحة 100%	27.2 فولت
90%	26.8 فولت
80%	26.56 فولت
70%	26.4 فولت
60%	26.16 فولت
50%	26.08 فولت
40%	26 فولت
30%	25.76 فولت
20%	25.6 فولت
10%	24 فولت
0	20 فولت

24V LiFePO4 Cell Voltage Chart

جهاز قياس جهد بطارية LiFePO4 36 فولت

• الجهد الاسمي: 38.4 فولت
• جهد الشحن: 43.8 فولت
• جهد قطع التفريغ: 30 فولت

تعتبر عربات الجولف والسيارات الكهربائية المجتمعية وUTV وATV مناسبة جدًا لبطاريات LiFePO4 بقدرة 36 فولت

شركة نفط الجنوب	36 فولت
شحن 100%	43.8 فولت
راحة 100%	40.8 فولت
90%	40.2 فولت
80%	39.84 فولت
70%	39.6 فولت
60%	39.24 فولت
50%	39.12 فولت
40%	39 فولت
30%	38.64 فولت
20%	38.4 فولت
10%	36 فولت
0	30 فولت

36V LiFePO4 Cell Voltage Chart

جهاز قياس جهد البطارية LiFePO4 48 فولت

• الجهد الاسمي: 51.2 فولت
• جهد الشحن: 58.4 فولت
• جهد قطع التفريغ: 40 فولت

48V هو الخيار الأفضل للطاقة الشمسية المنزلية جدار الطاقة 5 كيلو وات في الساعة , جدار الطاقة 10 كيلو وات في الساعة الكهربائية عربات الغولف , منصة العمل الجوية معدات

شركة نفط الجنوب	48 فولت
شحن 100%	58.4 فولت
راحة 100%	54.4 فولت
90%	53.6 فولت
80%	53.12 فولت
70%	52.8 فولت
60%	52.32 فولت
50%	52.16 فولت
40%	52 فولت
30%	51.52 فولت
20%	51.2 فولت
10%	48 فولت
0	40 فولت

48V LiFePO4 Cell Voltage Chart

جهاز قياس جهد البطارية LiFePO4 72 فولت

• الجهد الاسمي: 76.8 فولت
• جهد الشحن: 87.6 فولت
• جهد قطع التفريغ: 60 فولت

مصممة ل عربات الغولف 72 فولت , السيارات الكهربائية، والسيارات السياحية التي تزيد عن 6 مقاعد، و المحركات الخارجية .

شركة نفط الجنوب	72 فولت
شحن 100%	87.6 فولت
راحة 100%	81.6 فولت
90%	80.2 فولت
80%	79.68 فولت
70%	79.2 فولت
60%	78.48 فولت
50%	78.24 فولت
40%	78 فولت
30%	77.28 فولت
20%	76.8 فولت
10%	72 فولت
0	60 فولت

LiFePO4 cell Voltage Chart

ما هي العلاقة بين حالة الشحن (SOC) والجهد لبطارية LiFePO4؟

تشير حالة شحن البطارية (SOC) إلى مستوى شحنها بالنسبة إلى سعتها. فيما يتعلق بـ SOC، يتم استنفاد أو تفريغ 0%، ويتم شحن 100% بالكامل.

DOD هو قياس آخر متعلق بـ SOC، ويتم حسابه على أنه 100 – SOC (100% مشحون بالكامل، 0% مستنفد). بينما يشير SOC عمومًا إلى الحالة الحالية للبطارية عند الاستخدام، يشير DOD عمومًا إلى العمر الإنتاجي للبطارية بعد دورات الشحن والتفريغ المتكررة.

عندما تصل البطارية إلى حالة شحن منخفضة (تقترب من 0%)، يتدخل نظام إدارة البطارية (BMS) لمنع التفريغ الزائد. وبالمثل، عندما تقترب البطارية من حالة شحن عالية (تقترب من 100%)، يتم إبطاء الشحن أو إيقافه لحماية البطارية.

مثال: سعة التفريغ لبطارية 100 أمبير هي 30 أمبير. ونتيجة لذلك، فإن شركة نفط الجنوب هي 30٪. بعد شحن البطارية إلى 100 أمبير وتفريغها إلى 70 أمبير، تبقى 30 أمبير.

يوضح الرسم البياني التالي العلاقة بين جهد SOC وLiFePO4 لبطارية الليثيوم:

شركة نفط الجنوب	1 خلية (3.2 فولت)
شحن 100%	3.60 فولت-3.65 فولت
راحة 100%	3.50 فولت-3.55 فولت
90%	3.45 فولت -3.50 فولت
80%	3.40 فولت -3.45 فولت
70%	3.35 فولت -3.40 فولت
60%	3.30 فولت -3.35 فولت
50%	3.25 فولت -3.30 فولت
40%	3.20 فولت-3.25 فولت
30%	3.10 فولت-3.20 فولت
20%	2.90 فولت – 3.00 فولت
10%	2.90 فولت-2.50 فولت
0	2.5 فولت

منحنى الشحن

الجهد: من المعتقد عمومًا أنه كلما ارتفع الجهد الاسمي للبطارية، كلما كانت مشحونة بشكل كامل. يتم شحن بطارية LiFePO4 بقدرة 3.2 فولت بالكامل عندما تصل إلى 3.65 فولت.

مقياس الكولوم: يقيس هذا الجهاز التيار المتدفق داخل وخارج البطارية ويحدد معدل شحن البطارية وتفريغها بالأمبير في الثانية (As).

الجاذبية النوعية: مطلوب مقياس كثافة السوائل لقياس SOC. يمكن استخدام طفو السائل لقياس كثافته.

State of charge Curve

منحنى تفريغ بطارية LiFePO4

يشير التفريغ إلى عملية استخراج الطاقة الكهربائية من البطارية لتشغيل جهاز إلكتروني. عادة ما يمثل منحنى تفريغ البطارية العلاقة بين الجهد ووقت التفريغ. يوضح الشكل أدناه منحنى التفريغ لبطارية 12V LiFePO4 بمعدلات تفريغ مختلفة.

12V LiFeP04 Discharge Current Curve

معلمات شحن بطارية LiFePO4

يتم ضمان أداء البطارية وصحتها ومتانتها من خلال معلمات الشحن الموصى بها. أثناء الشحن، يجب على كل مستخدم الالتزام بهذه المعلمات. تأكد من عدم شحن البطارية بشكل زائد أو أقل من اللازم لضمان تخزين الطاقة بكفاءة وعمر خدمة أطول. يمكن العثور على جدول معلمات شحن بطارية LiFePO4 أدناه.

تحديد	3.2 فولت	12 فولت	24 فولت	36 فولت	48 فولت	72 فولت
شحن الجهد	3.5-3.65 فولت	14.2-14.6 فولت	28.4-29.2 فولت	42.6-43.8 فولت	56.8-58.4 فولت	83.6-87.6 فولت
تعويم الجهد	3.2 فولت	13.6 فولت	27.2 فولت	40.8 فولت	54.2 فولت	81.6 فولت
الجهد الأقصى	3.65 فولت	14.6 فولت	29.2 فولت	43.8 فولت	58.4 فولت	87.6 فولت
الحد الأدنى من الجهد	2.5 فولت	10 فولت	20 فولت	30 فولت	40 فولت	60 فولت
الجهد الاسمي	3.2 فولت	12/12.8 فولت	24/25.6 فولت	36/38.4 فولت	48 فولت/51.2 فولت	72/76.8 فولت

بطارية LiFePO4 الجهد المستمر والشحن العائم والجهد المعادلة

تحتوي بطاريات LiFePO4 على ثلاث مراحل للجهد: السائب، والتعويم، والتوازن. خلال مرحلة الشحن، يتم تطبيق تيار ثابت على البطارية لشحنها بسرعة إلى جهد معين. يتم تطبيق جهد الصيانة على البطارية في مرحلة التعويم. ونتيجة لذلك، يتم إطالة كفاءة البطارية وعمرها. مع ضمان شحن متساوٍ، تعمل مرحلة "Equalize" على موازنة الخلايا.

مراحل الجهد	3.2 فولت	12 فولت	24 فولت	36 فولت	48 فولت	72 فولت
حجم كبير	3.65 فولت	14.6 فولت	29.2 فولت	43.8 فولت	58.4 فولت	87.6 فولت
يطفو	3.375 فولت	13.5 فولت	27.V	40.5 فولت	54 فولت	81 فولت
معادلة	3.65 فولت	14.6 فولت	29.2 فولت	43.8 فولت	58.4 فولت	87.6 فولت

كيفية التحقق من سعة بطارية LiFePO4

أفضل طريقة لضمان أداء بطارية LiFePO4 على المدى الطويل هي فحصها ومراقبتها بانتظام. يمكن قياس بطاريات LiFePO4 بدقة باستخدام الطرق التالية.

· باستخدام أ المتعدد-

توفر أجهزة القياس المتعددة قراءات دقيقة للجهد وقياسات لسعة البطارية.

· بطارية شاشة-

يمكن تحديد سعة البطارية باستخدام طريقة اختبار البطارية الموثوقة هذه. بالإضافة إلى تقييم صحة البطارية، وسعتها، والجهد الكهربي، وطاقة التفريغ، تتنبأ شاشة البطارية بعمرها.

· شحن الطاقة الشمسية وحدة التحكم-

يتم فحص سعة بطارية LiFePO4 بواسطة وحدات التحكم بالشحن الشمسي. ويمكن لأنظمة الطاقة الشمسية الاستفادة من هذه الطريقة.

· برنامج يراقب-

يمكن مراقبة بطاريات LiFePO4 والتحكم فيها عن بعد باستخدام بعض البطاريات. تتيح لك تطبيقات الهواتف الذكية مراقبة الأداء والجهد والميزات الأخرى.

صيغة حساب سعة البطارية هي: السعة = تيار التفريغ (A) × وقت التفريغ (ساعات).

تصور هيكل ومبدأ عمل بطارية LiFePO4

بناء

على اليسار، LiFePO4 هو القطب الموجب، المتصل بالقطب الموجب للبطارية بواسطة رقائق الألومنيوم. في المنتصف، يسمح فاصل البوليمر لأيونات الليثيوم (Li+) بالمرور أثناء منع الإلكترونات (e-). يقوم النحاس بتوصيل القطب السالب للبطارية بالقطب السالب للكربون (الجرافيت) الموجود على اليمين.

Visualization of energy structure and working principle of lithium iron phosphate battery-BSLBATT

كيف يعمل LiFePO4

عملية الشحن:

عندما يتأكسد LiFePO4، يتم إطلاق أيونات الليثيوم (Li+) والإلكترونات (e-).

يستقبل القطب السالب أيونات الليثيوم (Li+) التي تمر عبر المنحل بالكهرباء والفاصل.

يقوم القطب السالب للقطب الكهربائي بتخزين أيونات الليثيوم (Li+) في الكربون (الجرافيت).

عملية التفريغ:

من خلال المنحل بالكهرباء والفاصل، تنتقل أيونات الليثيوم (Li+) من القطب السالب إلى القطب الموجب.

يحدث تفاعل اختزال بين أيونات الليثيوم (Li+) وLiFePO4 عند القطب الموجب، مما يؤدي إلى إطلاق الإلكترونات (e-).

يتم تشغيل جهاز إمداد الطاقة بواسطة الإلكترونات المحررة (e-) التي تتدفق عبر الدائرة الخارجية.

تستمر أيونات الليثيوم (Li+) والإلكترونات (e-) الموجودة في البطارية في الدوران أثناء الشحن والتفريغ.

العوامل المؤثرة على دورة حياة بطاريات LiFePO4

Relationship Between Temperature and Battery Cycle Numbers LiFePO4 cell Voltage Chart

· الشحن والتفريغ

من المهم عدم الشحن الزائد أو الإفراط في تفريغ البطارية. يعد توصيل الشاحن وفصله في الوقت المناسب أمرًا ضروريًا. سوف يتأثر عمر دورة البطارية بالشحن الزائد والتفريغ الزائد.

· عمق تسريح

من أجل إطالة عمر خدمة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد بشكل علمي، يجب تجنب التفريغ العميق قدر الإمكان.

· بيئة العمل

لتجنب التأثير على نشاط بطارية LiFePO4، لا تستخدم البطارية في بيئة ذات درجة حرارة عالية أو منخفضة. تعد بطارية LiFePO4 المسخنة هي الخيار الأفضل إذا كان سيتم استخدام البطارية في درجة حرارة منخفضة.

خاتمة

توفر مخططات جهد LiFePO4 نظرة عامة شاملة على خصائص الجهد لبطاريات LiFePO4 بالإضافة إلى قدرتها ودورة الشحن ومتوسط العمر المتوقع. من أجل تحسين أداء وعمر بطاريات LiFePO4، يمكن للمستخدمين الرجوع إلى هذا المخطط.

باستخدام مخططات الجهد هذه، يمكن للمستخدمين اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن مستويات الجهد، ودورات الشحن، ومتوسط العمر المتوقع، مما يضمن الأداء الأمثل وطول عمر بطاريات LiFePO4.