Kuinka löytää onnea LiFePO4 (litiumioniakuilla) -akuilla

Litiumioniakkujen hinnoittelu on hitaasti muuttumassa säädyttömän kalliista vain kohtalaisen kohtuuhintaiseksi, ja me BSLBATT:lla näemme tämän tyyppisten akkujen myynnin jatkuvassa kasvussa.Useimmat käyttäjät näyttävät käyttävän niitä matkailuautoissa, vetoautoissa, asuntoautoissa ja vastaavissa ajoneuvoissa, kun taas jotkut käyttävät todellisia paikallaan olevia off-grid-järjestelmiä.

Tässä artikkelissa puhutaan yhdestä tietystä litiumioniakkujen luokasta;Litium-rautafosfaatti tai LiFePO4 kemiallisessa kaavassaan, lyhennettynä myös LFP-akuiksi.Nämä ovat hieman erilaisia ​​kuin mitä sinulla on matkapuhelimellasi ja kannettavallasi, ne ovat (enimmäkseen) litium-kobolttiakkuja.LFP:n etuna on, että se on paljon vakaampi, eikä se ole altis itsestään palamiselle.Tämä ei tarkoita sitä, että akku ei voisi palaa vaurioiden sattuessa: Ladatussa akkuun on varastoitunut paljon energiaa ja odottamattoman purkauksen sattuessa tulokset voivat olla erittäin mielenkiintoisia erittäin nopeasti!LFP kestää myös pidempään litiumkobolttiin verrattuna ja on lämpötilastabiilimpi.Kaikista erilaisista litiumakkutekniikoista tämä tekee LFP:stä parhaiten sopivan syväkiertosovelluksiin!

Oletetaan, että akussa on BMS tai Battery Management System, kuten lähes kaikissa LFP-akuissa, jotka myydään 12/24/48 voltin akkuna.BMS huolehtii akun suojaamisesta;se irrottaa akun, kun se on tyhjä, tai uhkaa ylilatautua.BMS huolehtii myös lataus- ja purkausvirtojen rajoittamisesta, tarkkailee kennon lämpötilaa (ja rajoittaa latausta/purkausta tarvittaessa), ja useimmat tasapainottavat kennot aina täyden latauksen yhteydessä (ajattele tasapainottamista kaikkien kennojen tuomisena akkupakkaus samaan lataustilaan, samalla tavalla kuin lyijyakun tasaus).Ellet pidä reunalla asumisesta, ÄLÄ OSTA akkua ilman BMS:ää!

Seuraavassa on tietoa, joka on kerätty lukemalla useita Web-artikkeleita, blogisivuja, tieteellisiä julkaisuja ja keskusteluja LFP-valmistajien kanssa.Ole varovainen, mitä uskot, siellä on paljon väärää tietoa!Vaikka kirjoitamme tässä ei missään nimessä ole tarkoitettu LFP-akkujen lopulliseksi oppaaksi, toivomme, että tämä artikkeli katkaisee naudan ulosteet ja antaa vankat ohjeet, joiden avulla saat parhaan hyödyn litiumioniakuistasi.

Miksi litium-ioni?

Selitimme lyijyakkuartikkelissamme, kuinka tuon kemian akilleen kantapää istuu osittaisella latauksella liian kauan.Kallista lyijyakkupankkia on liian helppoa kaataa muutamassa kuukaudessa antamalla sen olla osittaisella latauksella.Se on hyvin erilainen LFP:lle!Voit antaa litiumioniakkujen olla osittain ladattuna ikuisesti vahingoittumatta.Itse asiassa LFP haluaa istua osittaisella latauksella sen sijaan, että se olisi täysin täynnä tai tyhjä, ja pitkän käyttöiän vuoksi on parempi kierrättää akkua tai antaa sen olla osittaisella latauksella.

Mutta odota!Tuolla on lisää!

Litiumioniakut ovat lähes akkujen pyhä malja: Oikeilla latausparametreilla voit melkein unohtaa akun olemassaolon.Huoltoa ei ole.BMS huolehtii siitä, ja voit tyytyväisenä pyöräillä pois!

Mutta odota!On vielä lisää!(Kaikki samankaltaisuudet tiettyihin tietoihin on täysin sattumaa, ja suoraan sanottuna pidämme ehdotuksesta paheksuttavaa!)…

LFP-akut voivat myös kestää hyvin pitkään.Meidän BSLBATT LFP akut on mitoitettu 3000 jaksolle, täydellä 100 % lataus/purkausjaksolla.Jos teet sen joka päivä, pyöräilet yli 8 vuotta!Ne kestävät vielä pidempään, kun niitä käytetään alle 100 % jaksoissa, itse asiassa yksinkertaisuuden vuoksi voit käyttää lineaarista suhdetta: 50 % purkausjaksoja tarkoittaa kaksinkertaista jaksoa, 33 % purkausjaksoja ja voit kohtuudella odottaa kolme kertaa jaksoja.

Mutta odota!Vielä on lisää!…

LiFePO4-akku painaa myös alle 1/2 vastaavan kapasiteetin lyijyakusta.Se kestää suuria latausvirtoja (100 % Ah-arvosta ei ole ongelma, kokeile sitä lyijyhapolla!), mahdollistaa nopean latauksen, se on tiivistetty niin, että siinä ei ole höyryjä, ja sen itsepurkautumisnopeus on erittäin alhainen ( 3 % kuukaudessa tai vähemmän).

Akkupankin mitoitus LFP:lle

Vinkkasimme tähän yllä: Lithium-ion-akkujen käyttökapasiteetti on 100 %, kun taas lyijyhapon käyttökapasiteetti on todellakin 80 %.Tämä tarkoittaa, että voit mitoittaa LFP-akkupankin pienemmäksi kuin lyijyhappopankki ja silti pitää sen toiminnallisesti samanlaisena.Luvut viittaavat siihen, että LFP voi olla 80 % lyijyhapon ampeeritunnin koosta.Tässä on kuitenkin muutakin.

Pitkän käyttöiän vuoksi lyijyakkupankkeja ei tule mitoittaa sellaisissa paikoissa, joissa niiden purkautuminen säännöllisesti alle 50 %:n SOC:n.LFP:llä se ei ole ongelma!LFP:n edestakainen energiatehokkuus on myös hieman parempi kuin lyijyhappo, mikä tarkoittaa, että säiliön täyttämiseen tarvitaan vähemmän energiaa tietyn tyhjennystason jälkeen.Tämä johtaa nopeampaan palautumiseen 100 prosenttiin, kun taas meillä oli jo pienempi akkupankki, mikä vahvistaa tätä vaikutusta entisestään.

Tärkeintä on, että meidän olisi mukava mitoittaa litiumioniakkupankki 75 % vastaavan lyijyhappopankin koosta ja odottaa samaa (tai parempaa!) suorituskykyä.Myös niinä pimeinä talvipäivinä, jolloin auringosta on pulaa.

Mutta odota hetki!

Onko litiumioni todella ratkaisu kaikkiin akkuihin?No ei ihan…

Myös LFP-akuilla on rajoituksensa.Suuri on lämpötila: Litiumioniakkua ei voi ladata alle pakkasen tai nollan Celsiusasteen.Lyijyhappo ei voisi vähempää välittää tästä.Voit silti purkaa akun (tilapäisellä kapasiteetin menetyksellä), mutta lataus ei tapahdu.BMS:n tulee estää lataaminen jäätymislämpötiloissa tahattomien vaurioiden välttämiseksi.

Lämpötila on myös ongelma yläpäässä.Suurin yksittäinen syy akkujen ikääntymiseen on käyttö tai jopa pelkkä varastointi korkeissa lämpötiloissa.Noin 30 asteeseen asti ei ole ongelmaa.Edes 45 astetta ei aiheudu liikaa rangaistusta.Kaikki korkeampi todella nopeuttaa ikääntymistä ja lopulta akun loppua.Tämä sisältää akun säilyttämisen, kun sitä ei käytetä.Puhumme tästä yksityiskohtaisemmin myöhemmin, kun keskustelemme siitä, kuinka LFP-akut epäonnistuvat.

On olemassa harhaanjohtava ongelma, joka voi ilmetä käytettäessä latauslähteitä, jotka voivat tarjota korkean jännitteen: Kun akku on täynnä, jännite nousee, ellei latauslähde lopeta lataamista.Jos se nousee tarpeeksi, BMS suojaa akkua ja irrottaa sen jättäen latauslähteen nousemaan vielä enemmän!Tämä voi olla ongelma (huonoissa) auton laturin jännitesäätimissä, joiden täytyy aina nähdä kuorma tai jännite nousee ja diodit vapauttavat taikasavustaan.Tämä voi olla ongelma myös pienissä tuulivoimaloissa, jotka pitävät ne hallinnassa akun varassa.Ne voivat paeta, kun akku katoaa.

Sitten on se jyrkkä, jyrkkä alkuperäinen ostohinta!

Mutta vetoamme, että haluat silti sellaisen!…

Kuinka LiFePO4-akku toimii?

Litiumioniakuista käytetään nimitystä "keinutuoliakku": Ne siirtävät ioneja, tässä tapauksessa litiumioneja, negatiivisesta elektrodista positiiviselle elektrodille purkaessaan ja takaisin latauksen aikana.Oikealla oleva piirros näyttää mitä sisällä tapahtuu.Pienet punaiset pallot ovat litiumioneja, jotka liikkuvat edestakaisin negatiivisen ja positiivisen elektrodin välillä. Vasemmalla puolella on positiivinen elektrodi, joka on valmistettu litium-rautafosfaatista (LiFePO4).Tämän pitäisi auttaa selittämään tämän tyyppisen akun nimen!Rauta- ja fosfaatti-ionit muodostavat ristikon, joka vangitsee löyhästi litiumionit.Kun kenno latautuu, ne litiumionit vedetään keskellä olevan kalvon läpi oikealle negatiiviselle elektrodille.Kalvo on valmistettu tietyntyyppisestä polymeeristä (muovista), jossa on paljon pieniä huokosia, mikä helpottaa litiumionien läpikulkua.Negatiivinen puoli on hiiliatomeista koostuva hila, joka voi vangita ja pitää ne litiumionit, jotka kulkevat yli.

Akun purkaminen tekee saman päinvastoin: Kun elektronit virtaavat pois negatiivisen elektrodin läpi, litiumionit lähtevät jälleen liikkeelle kalvon läpi takaisin rautafosfaattihilaan.Niitä säilytetään jälleen positiivisella puolella, kunnes akku latautuu uudelleen.

Jos olet todella kiinnittänyt huomiota, ymmärrät nyt, että oikealla oleva akkupiirros näyttää LFP-akun, joka on lähes täysin tyhjä.Lähes kaikki litiumionit ovat positiivisen elektrodin puolella.Täysin ladatussa akussa nämä litiumionit olisivat kaikki varastoituina negatiivisen elektrodin hiilen sisään.

Todellisessa maailmassa litiumionikennot on rakennettu erittäin ohuista kerroksista vuorottelevaa alumiini-polymeeri-kuparikalvoa, joihin on liimattu kemikaaleja.Usein ne kääritään hyytelörullaksi ja laitetaan terässäiliöön, aivan kuten AA-paristo.Ostamasi 12 voltin litiumioniakut on valmistettu monista näistä kennoista, jotka on kytketty sarjaan ja rinnan jännitteen ja ampeerituntikapasiteetin lisäämiseksi.Jokainen kenno on noin 3,3 volttia, joten 4 niistä sarjassa ovat 13,2 volttia.Se on juuri oikea jännite 12 voltin lyijyakun vaihtamiseen!

LFP-akun lataaminen

Useimmilla tavallisilla aurinkolataussäätimillä ei ole ongelmia litiumioniakkujen lataamisessa.Tarvittavat jännitteet ovat hyvin samankaltaisia ​​kuin AGM-akuissa (eräänlainen suljettu lyijyakku).BMS auttaa myös varmistamaan, että akkukennot näkevät oikean jännitteen, eivät ylilataudu tai purkautu liikaa, se tasapainottaa kennot ja varmistaa, että kennojen lämpötila on järkevässä latauksen aikana.

Alla oleva kaavio näyttää tyypillisen profiilin LiFePO4-akun latautumisesta.Lukemisen helpottamiseksi jännitteet on muunnettu sellaisiksi, joita 12 voltin LFP-akku näkisi (4x yksikennon jännite).

Kaaviossa näkyy latausaste 0,5C eli puolet Ah kapasiteetista, eli 100Ah akulle tämä olisi 50 Ah latausnopeus.Latausjännite (punainen) ei todellakaan muutu paljon korkeammalla tai pienemmällä latausnopeudella (sininen), LFP-akuilla on erittäin tasainen jännitekäyrä.

Litiumioniakut ladataan kahdessa vaiheessa: Ensinnäkin virta pidetään vakiona tai aurinkoenergialla, mikä yleensä tarkoittaa, että yritämme lähettää akkuihin niin paljon virtaa kuin auringosta on saatavilla.Jännite nousee hitaasti tänä aikana, kunnes se saavuttaa "absorbtijännitteen", 14,6 V yllä olevassa kaaviossa.Kun absorbointi on saavutettu, akku on noin 90 % täynnä, ja loppuosan täyttämiseksi jännite pidetään vakiona, kun virta pienenee hitaasti.Kun virta putoaa noin 5–10 prosenttiin akun Ah-arvosta, se on 100 % varaustilassa.

Litiumioniakku on monella tapaa helpompi ladata kuin lyijyakku: Niin kauan kuin latausjännite on tarpeeksi korkea siirtääkseen ioneja, se latautuu.Litiumioniakut eivät välitä, jos ne eivät ole täysin 100 % ladattuja, itse asiassa ne kestävät pidempään, jos eivät ole.Ei sulfatointia, ei tasausta, imeytymisajalla ei oikeastaan ​​ole väliä, akkua ei todellakaan voi ladata yli, ja BMS huolehtii siitä, että asiat pysyvät kohtuullisissa rajoissa.

Joten mikä jännite riittää saamaan nuo ionit liikkumaan?Pieni kokeilu osoittaa, että 13,6 volttia (3,4 V per kenno) on raja-arvo;sen alapuolella tapahtuu hyvin vähän, kun taas sen yläpuolella akku saa vähintään 95% täyteen riittävän ajan kuluessa.14,0 voltin jännitteellä (3,5 V per kenno) akku latautuu helposti jopa 95+ prosenttiin muutaman tunnin imeytymisajalla, ja kaiken kaikkiaan latauksessa ei ole juurikaan eroa jännitteiden 14,0 tai korkeampien välillä, asiat vain tapahtuvat hieman nopeammin 14,2:lla. Voltti ja enemmän.

Bulkki/absorbtijännite

Yhteenvetona voidaan todeta, että bulkki-/absorbointiasetus välillä 14,2–14,6 volttia toimii hyvin LiFePO4:lle!Myös alempi on mahdollista, noin 14,0 volttiin, jonkin imeytysajan avulla.Hieman korkeammat jännitteet ovat mahdollisia, useimpien akkujen BMS sallii noin 14,8–15,0 voltin jännitteen ennen akun irrottamista.Suuremmasta jännitteestä ei kuitenkaan ole hyötyä, ja suurempi riski saada BMS-järjestelmä katkaisemaan ja mahdollisesti vahingoittamaan.

Kelluva jännite

LFP-akkuja ei tarvitse kelluttaa.Lataussäätimillä on tämä, koska lyijyakkujen itsepurkautumisnopeus on niin korkea, että on järkevää jatkaa virtaamista lisälatauksena, jotta ne pysyvät tyytyväisinä.Litiumioniakkujen kohdalla ei ole hienoa, jos akun varaustila on jatkuvasti korkea, joten jos latausohjain ei voi poistaa kelluvaa toimintoa käytöstä, aseta se tarpeeksi alhaiselle jännitteelle, jotta varsinaista latausta ei tapahdu.Mikä tahansa 13,6 voltin tai pienempi jännite riittää.

Tasaa jännite

Kun yli 14,6 voltin latausjännitteitä ei suositella aktiivisesti, pitäisi olla selvää, että litiumioniakulle ei saa tehdä tasausta!Jos taajuuskorjausta ei voi poistaa käytöstä, aseta se arvoon 14,6 V tai vähemmän, jotta siitä tulee vain tavallinen absorboiva latausjakso.

Imeytys aika

On paljon sanottavaa yksinkertaisesti asettamalla absorbointijännitteen arvoon 14,4 V tai 14,6 V ja lopeta lataaminen, kun akku saavuttaa kyseisen jännitteen!Lyhyesti sanottuna nolla (tai lyhyt) imeytysaika.Siinä vaiheessa akkusi on noin 90 % täynnä.LiFePO4-akut ovat onnellisempia pitkällä aikavälillä, kun ne eivät ole 100 % SOC:ssa liian pitkään, joten tämä käytäntö pidentää akun käyttöikää.Jos sinulla on ehdottomasti oltava 100 % SOC akussasi, absorboi sen!Virallisesti tämä saavutetaan, kun latausvirta putoaa 5-10 prosenttiin akun Ah-arvosta, eli 5-10 ampeeria 100 Ah:n akulle.Jos et voi pysäyttää absorbointia virran perusteella, aseta absorbointiajaksi noin 2 tuntia ja kutsu se päiväksi.

Lämpötilan kompensointi

LiFePO4-akut eivät tarvitse lämpötilakompensointia!Kytke tämä pois päältä latausohjaimesta, tai latausjännite katkeaa villisti, kun se on erittäin lämmin tai kylmä.

Varmista, että tarkistat latausohjaimesi jänniteasetukset laadukkaalla digitaalisella yleismittarilla mitattuihin arvoihin!Pienillä jännitteen muutoksilla voi olla suuri vaikutus litiumioniakkua ladattaessa!Muuta latausasetuksia vastaavasti!

LFP-akun purkaminen

Toisin kuin lyijyakuissa, litiumioniakun jännite pysyy hyvin vakiona purkauksen aikana.Tämä tekee vaikeaksi ennustaa lataustilaa pelkästään jännitteestä.Kohtalaisen kuormituksen omaaville akuille purkauskäyrä näyttää seuraavalta.

Suurimman osan ajasta purkauksen aikana akun jännite on juuri noin 13,2 volttia.Se vaihtelee vain 0,2 volttia aina 99 %:sta 30 %:iin SOC:tä.Ei kauan sitten oli erittäin huono idea™ laskea LiFePO4-akun SOC alle 20 %.Se on muuttunut, ja nykyinen LFP-akkujen sato purkautuu iloisesti aina 0 %:iin useiden jaksojen ajan.Vähemmän syvällä pyöräilystä on kuitenkin hyötyä.Kyse ei ole vain siitä, että pyöräilemällä 30 % SOC:iin saat 1/3 enemmän sykliä verrattuna pyöräilyyn 0 %:iin, akku kestää todennäköisesti enemmän jaksoja.Vaikeita lukuja on vaikea saada, mutta pyöräily 50 prosenttiin SOC näyttää osoittavan noin 3x syklin käyttöiän verrattuna pyöräilyyn 100%.

Alla on taulukko, joka näyttää 12 voltin akun akun jännitteen vs. purkautumissyvyyden.Ota nämä jännitearvot suolaa, purkauskäyrä on niin tasainen, että on todella vaikea määrittää SOC:tä pelkästä jännitteestä.Pienet vaihtelut kuormituksessa ja volttimittarin tarkkuus heikentävät mittausta.

Litiumioniakkujen säilytys  

Erittäin alhainen itsepurkautumisnopeus tekee LFP-akkujen säilyttämisestä helppoa jopa pidempään.Litiumioniakkua ei ole ongelmallista jättää pois vuodeksi, varmista vain, että siinä on varausta ennen kuin laitat sen varastoon.Jokin välillä 50% - 70% on hyvä, mikä antaa akulle erittäin pitkän ajan ennen kuin itsepurkautuminen tuo jännitteen lähelle vaarapistettä.

Akkujen säilyttäminen pakkasen alapuolella on hyvä, ne eivät jäädy eivätkä välitä lämpötilasta paljoa.Yritä välttää niiden säilyttämistä korkeissa lämpötiloissa (45 celsiusastetta ja enemmän) ja yritä välttää niiden säilyttämistä täysin täynnä, jos mahdollista (tai lähes tyhjinä).

Jos sinun on säilytettävä akkuja pidempään, muista irrottaa kaikki johdot niistä.Näin ei voi olla hajakuormia, jotka purkavat akkuja hitaasti.

Litium-ioni-akkujen loppu

Kuulemme sinun haukkovan kauhuissaan;Ajatus siitä, että arvokas LFP-akkupankkisi on, ei enää aiheuta väreitä pitkin selkärankaa!Valitettavasti kaiken hyvän on lopulta loputtava.Haluamme estää ennenaikaisen loppumisen, ja sen tekemiseksi meidän on ymmärrettävä, kuinka litiumioniakut kuolevat.

Akkuvalmistajat pitävät akkua "kuolleena", kun sen kapasiteetti putoaa 80 prosenttiin siitä, mitä sen pitäisi olla.Joten 100 Ah:n akulla se loppuu, kun sen kapasiteetti on laskenut 80 Ah:iin.Akun tyhjenemiseen vaikuttaa kaksi mekanismia: Pyöräily ja ikääntyminen.Joka kerta kun purat ja lataat akun, se vahingoittaa hieman ja menetät vähän kapasiteettia.Mutta vaikka laittaisitkin arvokkaan akkusi kauniiseen lasitettuun pyhäkköön, jota ei koskaan pyöräillä, se loppuu silti.Tätä viimeistä kutsutaan kalenterielämäksi.

LiFePO4-akkujen kalenterin käyttöiästä on vaikea löytää kovaa tietoa, sillä niitä on vain vähän.Jotkut tieteelliset tutkimukset tehtiin äärimmäisyyksien (lämpötila ja SOC) vaikutuksesta kalenterin elämään, ja ne auttavat asettamaan rajoja.Ymmärrämme, että jos et käytä akkupankkiasi väärin, vältät äärimmäisyyksiä ja käytät yleensä vain akkujasi kohtuullisissa rajoissa, kalenterin käyttöiän yläraja on noin 20 vuotta.

Akun sisällä olevien kennojen lisäksi on myös BMS, joka on valmistettu elektronisista osista.Kun BMS epäonnistuu, niin myös akkusi.Litiumioniakut, joissa on sisäänrakennettu BMS, ovat vielä liian uusia, ja meidän täytyy nähdä, mutta viime kädessä akunhallintajärjestelmän on säilyttävä yhtä kauan kuin litiumionikennojenkin.

Akun sisällä tapahtuvat prosessit tiivistyvät ajan myötä elektrodien ja elektrolyyttien välisen rajakerroksen päällystämiseksi kemiallisilla yhdisteillä, jotka estävät litiumioneja pääsemästä elektrodeihin ja poistumasta niistä.Prosessit myös sitovat litiumioneja uusiksi kemiallisiksi yhdisteiksi, joten ne eivät enää voi siirtyä elektrodilta elektrodille.Nämä prosessit tapahtuvat riippumatta siitä, mitä teemme, mutta ne ovat hyvin paljon riippuvaisia ​​lämpötilasta!Pidä akut alle 30 asteessa, ja ne ovat erittäin hitaita.Mene yli 45 asteeseen ja asiat nopeutuvat huomattavasti!Yleisön vihollinen nro.1 litiumioniakuille on ylivoimaisesti lämpöä!

Kalenterin käyttöiässä ja LiFePO4-akun ikääntymisessä on paljon muutakin: Tila-Of-Charge liittyy myös siihen.Vaikka korkeat lämpötilat ovat haitallisia, nämä akut eivät todellakaan halua istua 0 % SOC:ssa ja erittäin korkeissa lämpötiloissa!Myös huono, vaikkakaan ei aivan niin huono kuin 0 % SOC, on se, että ne istuvat 100 % SOC:ssa ja korkeissa lämpötiloissa.Hyvin alhaisilla lämpötiloilla on vähemmän vaikutusta.Kuten keskustelimme, et voi (eikä BMS anna sinun) ladata LFP-akkuja pakkasen alapuolelle.Kuten käy ilmi, niiden purkaminen pakkasen alapuolelle, vaikka mahdollista, kiihdyttää myös ikääntymistä.Ei lähellekään niin pahaa kuin antaa akun olla korkeassa lämpötilassa, mutta jos aiot altistaa akun jäätymiselle, on parempi tehdä se, kun se ei lataudu tai purkaudu ja kun säiliössä on vähän kaasua (ei kuitenkaan täysi tankki).Yleisemmässä mielessä on parempi jättää nämä akut pois noin 50–60 prosentin SOC:iin, jos ne tarvitsevat pidempään säilytystä.

Sulanut akku

Jos todella haluat tietää, mitä tapahtuu, kun litiumioniakku latautuu pakkasen alapuolelle, metallista litiumia kertyy negatiiviselle (hiili)elektrodille.Ei myöskään hyvällä tavalla, se kasvaa terävinä, neulamaisina rakenteina, jotka lopulta puhkaisevat kalvon ja oikosulkevat akun (jolloin NASA kutsuu vaikuttavaan nopeaan suunnittelemattomaan purkamiseen, johon liittyy savua, äärimmäistä lämpöä ja hyvin mahdollisesti myös liekit).Onneksi BMS estää tämän tapahtuman.

Siirrymme pyöräilyelämään.On yleistynyt saada tuhansia jaksoja, jopa täydellä 100 %:n lataus-purkausjaksolla, litiumioniakuista.Voit kuitenkin tehdä joitakin asioita syklin käyttöiän maksimoimiseksi.

Puhuimme LiFePO4-akkujen toiminnasta: Ne siirtävät litiumioneja elektrodien välillä.On tärkeää ymmärtää, että nämä ovat todellisia, fyysisiä hiukkasia, joilla on kokonsa.Ne vedetään ulos yhdestä elektrodista ja täytetään toiseen aina, kun lataat ja purat akkua.Tämä vahingoittaa erityisesti negatiivisen elektrodin hiiltä.Joka kerta, kun akku latautuu, elektrodi turpoaa hieman, ja jokaisella purkauksella se laihtuu uudelleen.Ajan myötä se aiheuttaa mikroskooppisia halkeamia.Tästä syystä lataamalla hieman alle 100 % saat lisää jaksoja, kuten myös lataamalla hieman yli 0 %:iin.Ajattele myös, että nämä ionit aiheuttavat "painetta", ja äärimmäiset lataustilaluvut aiheuttavat enemmän painetta, mikä aiheuttaa kemiallisia reaktioita, joista ei ole hyötyä akulle.Tästä syystä LFP-akut eivät pidä siitä, että ne jätetään 100 % SOC:lle tai kelluvaan lataukseen (lähes) 100 %.

Se, kuinka nopeasti litiumionit vedetään tänne ja yon, vaikuttaa myös syklin käyttöikään.Yllä olevan valossa sen ei pitäisi olla yllätys.Vaikka LFP-akut latautuvat ja puretaan rutiininomaisesti 1 C:ssa (eli 100 ampeerilla 100 Ah:n akulle), näet akusta enemmän jaksoja, jos rajoitat tämän kohtuullisempiin arvoihin.Lyijyakkujen raja on noin 20 % Ah-luokituksesta, ja sen sisällä pysyminen litiumionien osalta parantaa myös akun käyttöikää.

Viimeinen mainitsemisen arvoinen tekijä on jännite, vaikka tämä on todellakin se, mitä BMS on suunniteltu pitämään kurissa.Litiumioniakuissa on kapea jänniteikkuna sekä lataamista että purkamista varten.Sen ikkunan ulkopuolelle meneminen erittäin nopeasti johtaa pysyviin vaurioihin ja huippuluokan mahdolliseen RUD-tapahtumaan (NASA-talk, kuten aiemmin mainittiin).LiFePO4:lle tämä ikkuna on noin 8,0 V (2,0 V per kenno) - 16,8 V (4,2 V per kenno).Sisäänrakennetun BMS:n tulee huolehtia siitä, että akku pysyy hyvin näiden rajojen sisällä.

Kotiin otettavat oppitunnit

Nyt kun tiedämme, miten litiumioniakut toimivat, mistä ne pitävät ja mistä eivät pidä ja kuinka ne lopulta epäonnistuvat, on joitain vihjeitä ottaa pois.Olemme tehneet alle pienen listan.Jos et aio tehdä mitään muuta, huomioi kaksi ensimmäistä, niillä on ylivoimaisesti eniten vaikutus siihen aikaan, jonka saat nauttia litiumioniakusta!Muiden huomioiminen auttaa myös pidentää akkusi kestoa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että LFP-akun pitkän ja onnellisen käyttöiän varmistamiseksi sinun tulee huomioida seuraavat asiat tärkeysjärjestyksessä:

● Pidä akun lämpötila alle 45 C (alle 30 C jos mahdollista) – tämä on ylivoimaisesti tärkeintä!!
● Pidä lataus- ja purkausvirta alle 0,5 C (0,2 C mieluiten)
● Pidä akun lämpötila yli 0 astetta purkamisen aikana, jos mahdollista – tämä ja kaikki alla oleva ei ole läheskään yhtä tärkeää kuin kaksi ensimmäistä
● Älä pyöräile alle 10–15 % SOC:n, ellet todella tarvitse
● Älä kelluta akkua 100 % SOC:ssa, jos mahdollista
● Älä lataa 100 % SOC:iin, jos et tarvitse sitä

Se on siinä!Nyt sinäkin voit löytää onnen ja tyydyttävän elämän LiFePO4-akuillasi!