Kā gūt prieku, izmantojot LiFePO4 (litija jonu) akumulatorus

Litija jonu akumulatoru cenas pamazām mainās no neķītri dārga uz tikai mēreni nepieejamu, un mēs, BSLBATT, novērojam nepārtrauktu šāda veida akumulatoru pārdošanas pieaugumu.Šķiet, ka lielākā daļa lietotāju tos izmanto RV, piektajos riteņos, kemperos un līdzīgos transportlīdzekļos, bet daži izmanto faktiskas stacionāras sistēmas, kas nav tīkla.

Šajā rakstā tiks runāts par vienu konkrētu litija jonu akumulatoru kategoriju;Litija-dzelzs-fosfāts vai LiFePO4 ķīmiskajā formulā, saīsināti arī kā LFP baterijas.Tie nedaudz atšķiras no tiem, kas ir jūsu mobilajā tālrunī un klēpjdatorā, tie ir (galvenokārt) litija-kobalta akumulatori.LFP priekšrocība ir tā, ka tā ir daudz stabilāka un nav pakļauta pašaizdegšanai.Tas nenozīmē, ka akumulators nevar aizdegties bojājumu gadījumā: uzlādētā akumulatorā ir uzkrāts ļoti daudz enerģijas, un neplānotas izlādes gadījumā rezultāti var kļūt ļoti interesanti ļoti ātri!LFP arī kalpo ilgāk, salīdzinot ar litija kobaltu, un ir izturīgāks pret temperatūru.No visām dažādajām litija akumulatoru tehnoloģijām, tas padara LFP vislabāk piemērotu dziļa cikla lietojumiem!

Mēs pieņemsim, ka akumulatoram ir BMS vai akumulatora pārvaldības sistēma, kā tas ir gandrīz visiem LFP akumulatoriem, kas tiek pārdoti kā 12/24/48 voltu komplekti.BMS rūpējas par akumulatora aizsardzību;tas atvieno akumulatoru, kad tas ir izlādējies, vai draud pārlādēt.BMS arī rūpējas par uzlādes un izlādes strāvu ierobežošanu, uzrauga šūnu temperatūru (un, ja nepieciešams, ierobežo uzlādi/izlādi), un lielākā daļa elementu līdzsvaros katru reizi, kad tiks veikta pilna uzlāde (domājiet par balansēšanu kā visu elementu ievietošanu akumulators līdz tādam pašam uzlādes līmenim, līdzīgi kā svina-skābes akumulatora izlīdzināšanai).Ja vien jums nepatīk dzīvot nomalē, NEPĒRCĒJIET akumulatoru bez BMS!

Tālāk ir sniegtas zināšanas, kas iegūtas, lasot lielu skaitu tīmekļa rakstu, emuāru lapas, zinātniskas publikācijas un diskusijas ar LFP ražotājiem.Esiet uzmanīgi, kam ticat, jo tur ir daudz dezinformācijas!Lai gan tas, ko mēs šeit rakstām, nekādā gadījumā nav domāts kā galvenais ceļvedis par LFP akumulatoriem, mēs ceram, ka šis raksts iekļaus liellopu ekskrementus un sniedz pārliecinošas vadlīnijas, kā maksimāli izmantot litija jonu akumulatorus.

Kāpēc litija jonu?

Svina-skābes akumulatoru rakstā mēs paskaidrojām, kā šīs ķīmijas Ahileja papēdis pārāk ilgi atrodas pie daļējas uzlādes.Dārgu svina-skābes akumulatoru bateriju banku ir pārāk viegli izlādēt dažu mēnešu laikā, ļaujot tai daļējai uzlādei.LFP tas ir pavisam savādāk!Jūs varat ļaut litija jonu akumulatoriem pastāvēt uz daļējas uzlādes uz visiem laikiem bez bojājumiem.Faktiski LFP dod priekšroku daļējai uzlādei, nevis pilnībā pilnai vai tukšai, un, lai nodrošinātu ilgmūžību, labāk ir pārslēgt akumulatoru vai ļaut tam darboties ar daļēju uzlādi.

Bet pagaidi!Ir vairāk!

Litija jonu akumulatori ir gandrīz kā akumulatoru svētais grāls: ar pareiziem uzlādes parametriem jūs varat gandrīz aizmirst, ka ir akumulators.Apkopes nav.BMS par to parūpēsies, un jūs varat laimīgi doties prom ar velosipēdu!

Bet pagaidi!Vēl ir vairāk!(Jebkura līdzība ar noteiktiem informācijas sludinājumiem ir tikai nejauša, un, atklāti sakot, mēs aizvainojam šo ieteikumu!)…

LFP akumulatori var kalpot arī ļoti ilgu laiku.Mūsu BSLBATT LFP akumulatori ir paredzēti 3000 cikliem, pilnā 100% uzlādes/izlādes ciklā.Ja jūs to darītu katru dienu, velobraukšana būs vairāk nekā 8 gadi!Tie kalpo vēl ilgāk, ja tos izmanto mazāk nekā 100% ciklos, patiesībā vienkāršības labad varat izmantot lineāru attiecību: 50% izlādes ciklu nozīmē divreiz lielākus ciklus, 33% izlādes ciklus, un jūs varat pamatoti sagaidīt trīs reizes lielākus ciklus.

Bet pagaidi!Vēl ir vairāk!…

LiFePO4 akumulators arī sver mazāk nekā 1/2 no līdzīgas jaudas svina-skābes akumulatora.Tas var izturēt lielas uzlādes strāvas (100% no Ah reitinga nav problēma, izmēģiniet to ar svina skābi!), ļaujot ātri uzlādēt, tas ir noslēgts, lai tajā nebūtu izgarojumu, un tam ir ļoti zems pašizlādes ātrums ( 3% mēnesī vai mazāk).

Akumulatora bankas izmēra noteikšana LFP

Mēs par to devām mājienu iepriekš: litija jonu akumulatoriem ir 100% izmantojamā jauda, ​​savukārt svina skābe patiešām beidzas ar 80%.Tas nozīmē, ka LFP akumulatora banku varat izvēlēties mazāku par svina-skābes akumulatoru, un tā joprojām ir funkcionāli tāda pati.Skaitļi liecina, ka LFP var būt 80% no svina-skābes ampērstundas lieluma.Tomēr šeit ir kas vairāk.

Lai nodrošinātu ilgmūžību, svina-skābes akumulatoru bankām nevajadzētu noteikt tādus izmērus, kurās regulāri tiek novērota izlāde zem 50% SOC.Ar LFP tā nav problēma!LFP energoefektivitāte turp un atpakaļ ir nedaudz labāka par svina skābi, kas nozīmē, ka pēc noteikta izlādes līmeņa tvertnes uzpildīšanai ir nepieciešams mazāk enerģijas.Tas nodrošina ātrāku atgūšanu līdz 100%, savukārt mums jau bija mazāka akumulatora banka, kas vēl vairāk pastiprina šo efektu.

Būtība ir tāda, ka mums būtu ērti noteikt litija jonu akumulatoru bankas izmēru 75% apmērā no līdzvērtīgas svina-skābes bankas izmēra un sagaidīt tādu pašu (vai labāku!) veiktspēju.Tai skaitā tajās tumšajās ziemas dienās, kad saules pietrūkst.

Bet pagaidi!

Vai tiešām litija joni ir risinājums visām mūsu akumulatoru problēmām?Nu ne gluži…

Arī LFP akumulatoriem ir savi ierobežojumi.Liela ir temperatūra: litija jonu akumulatoru nevar uzlādēt zem sasalšanas vai nulles Celsija.Svins-skābe par to varētu nerūpēties.Jūs joprojām varat izlādēt akumulatoru (pie īslaicīga jaudas zuduma), taču uzlāde nenotiks.BMS ir jābloķē uzlāde pie sasalšanas temperatūras, izvairoties no nejaušiem bojājumiem.

Augstākā līmeņa problēma ir arī temperatūra.Lielākais vienīgais akumulatoru novecošanas iemesls ir lietošana vai pat tikai uzglabāšana augstā temperatūrā.Līdz aptuveni 30 grādiem nav nekādu problēmu.Pat par 45 grādiem nav jāmaksā pārāk liels sods.Viss, kas ir augstāks, patiešām paātrina novecošanos un galu galā arī akumulatora galu.Tas ietver akumulatora uzglabāšanu, kad tas netiek darbināts.Mēs par to runāsim sīkāk vēlāk, apspriežot LFP akumulatoru darbības traucējumus.

Pastāv viltīga problēma, kas var rasties, izmantojot uzlādes avotus, kas potenciāli nodrošina augstu spriegumu: kad akumulators ir pilns, spriegums palielināsies, ja vien uzlādes avots nepārtrauks uzlādi.Ja tas palielinās pietiekami, BMS pasargās akumulatoru un atvienos to, atstājot uzlādes avotu vēl vairāk!Tā var būt problēma ar (sliktiem) automašīnas ģeneratora sprieguma regulatoriem, kuriem vienmēr ir jāredz slodze, pretējā gadījumā spriegums palielināsies un diodes izdalīs savus maģiskos dūmus.Problēma var būt arī ar mazām vēja turbīnām, kas paļaujas uz akumulatoru, lai tās kontrolētu.Tie var aizbēgt, kad akumulators pazūd.

Tad ir tā stāvā, stāvā, sākotnējā pirkuma cena!

Bet mēs deram, ka jūs joprojām vēlaties vienu!…

Kā darbojas LiFePO4 akumulators?

Litija jonu akumulatori tiek saukti par “šūpuļkrēsla” akumulatoru veidu: tie pārvieto jonus, šajā gadījumā litija jonus, no negatīvā uz pozitīvo elektrodu izlādes laikā un atpakaļ, kad notiek uzlāde.Zīmējums labajā pusē parāda, kas notiek iekšpusē.Mazās sarkanās bumbiņas ir litija joni, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ starp negatīvajiem un pozitīvajiem elektrodiem. Kreisajā pusē ir pozitīvais elektrods, kas izgatavots no litija-dzelzs fosfāta (LiFePO4).Tam vajadzētu palīdzēt izskaidrot šāda veida akumulatora nosaukumu!Dzelzs un fosfāta joni veido režģi, kas brīvi aiztur litija jonus.Kad šūna tiek uzlādēta, šie litija joni tiek izvilkti caur membrānu vidū, uz negatīvo elektrodu labajā pusē.Membrāna ir izgatavota no sava veida polimēra (plastmasas), kurā ir daudz sīku poru, kas atvieglo litija jonu izkļūšanu cauri.No negatīvās puses mēs atrodam režģi, kas izgatavots no oglekļa atomiem, kas var notvert un noturēt tos litija jonus, kas krustojas.

Izlādējot akumulatoru, tas pats notiek otrādi: elektroniem aizplūstot caur negatīvo elektrodu, litija joni atkal dodas kustībā caur membrānu atpakaļ uz dzelzs-fosfāta režģi.Tie atkal tiek glabāti pozitīvajā pusē, līdz akumulators atkal tiek uzlādēts.

Ja jūs patiešām pievērsāt uzmanību, tagad saprotat, ka akumulatora zīmējumā labajā pusē redzams LFP akumulators, kas ir gandrīz pilnībā izlādējies.Gandrīz visi litija joni atrodas pozitīvā elektroda pusē.Pilnībā uzlādētā akumulatorā visi litija joni tiek uzglabāti negatīvā elektroda oglekļa iekšpusē.

Reālajā pasaulē litija jonu šūnas ir veidotas no ļoti plāniem alumīnija – polimēra – vara folijas slāņiem, uz kurām uzlīmētas ķīmiskās vielas.Bieži vien tos satin kā želejas rulli un ievieto tērauda tvertnē, līdzīgi kā AA akumulatoru.Iegādātie 12 voltu litija jonu akumulatori ir izgatavoti no daudziem no šiem elementiem, kas savienoti virknē un paralēli, lai palielinātu sprieguma un ampērstundu jaudu.Katra šūna ir aptuveni 3,3 volti, tāpēc 4 no tām sērijveidā veido 13,2 voltus.Tas ir tieši pareizais spriegums, lai nomainītu 12 voltu svina-skābes akumulatoru!

LFP akumulatora uzlāde

Lielākajai daļai parasto saules uzlādes kontrolieru nav problēmu uzlādēt litija jonu akumulatorus.Nepieciešamais spriegums ir ļoti līdzīgs tiem, ko izmanto AGM akumulatoriem (slēgta svina-skābes akumulatora veids).BMS palīdz arī pārliecināties, ka akumulatora elementi redz pareizo spriegumu, nepārlādējas vai neizlādējas, tas līdzsvaro šūnas un nodrošina, ka elementu temperatūra ir saprātīgā līmenī, kamēr tie tiek uzlādēti.

Tālāk redzamajā diagrammā parādīts tipisks LiFePO4 akumulatora uzlādes profils.Lai būtu vieglāk nolasīt, spriegumi ir pārveidoti par tādiem, kādus varētu redzēt 12 voltu LFP akumulators (4x vienas šūnas spriegums).

Diagrammā redzams uzlādes ātrums 0,5 C jeb puse no Ah jaudas, citiem vārdiem sakot, 100 Ah akumulatoram tas būtu 50 ampēri.Uzlādes spriegums (sarkanā krāsā) īpaši nemainīsies, ja ir lielāks vai zemāks uzlādes līmenis (zilā krāsā), LFP akumulatoriem ir ļoti plakana sprieguma līkne.

Litija jonu akumulatori tiek uzlādēti divos posmos: pirmkārt, strāva tiek uzturēta nemainīga vai ar saules PV, kas parasti nozīmē, ka mēs cenšamies sūtīt akumulatoros tik daudz strāvas, cik tas ir pieejams no saules.Spriegums šajā laikā lēnām pieaugs, līdz sasniegs "absorbcijas" spriegumu, 14,6 V, kas parādīts iepriekš redzamajā diagrammā.Kad ir sasniegta absorbcija, akumulators ir aptuveni 90% piepildīts, un, lai aizpildītu atlikušo ceļu, spriegums tiek uzturēts nemainīgs, kamēr strāva lēnām samazinās.Kad strāva samazinās līdz aptuveni 5–10% no akumulatora jaudas Ah, tas ir 100% uzlādes stāvoklī.

Daudzos veidos litija jonu akumulatoru ir vieglāk uzlādēt nekā svina skābes akumulatoru: kamēr uzlādes spriegums ir pietiekami augsts, lai pārvietotu jonus, tas uzlādējas.Litija jonu akumulatoriem ir vienalga, ja tie nav pilnībā 100% uzlādēti, patiesībā tie kalpo ilgāk, ja tā nav.Nav sulfatēšanas, nav izlīdzināšanas, absorbcijas laikam nav īsti nozīmes, akumulatoru īsti nevar pārlādēt, un BMS rūpējas par to, lai lietas būtu saprātīgās robežās.

Tātad, kāds spriegums ir pietiekams, lai šie joni kustētos?Neliels eksperiments parāda, ka 13,6 volti (3,4 V uz vienu šūnu) ir robežpunkts;zem tā notiek ļoti maz, savukārt virs tā akumulators būs uzpildīts vismaz 95% ar pietiekamu laiku.Pie 14,0 voltu (3,5 V uz vienu elementu) akumulators viegli uzlādē līdz pat 95+ procentiem ar dažu stundu absorbcijas laiku, un, ņemot vērā visus nolūkus un mērķus, nav lielas atšķirības lādēšanā starp 14,0 vai augstāku spriegumu, viss notiek nedaudz ātrāk ar 14,2 spriegumu. Volts un vairāk.

Lielapjoma/absorbcijas spriegums

Rezumējot, lielapjoma/absorbcijas iestatījums no 14,2 līdz 14,6 voltiem lieliski noderēs LiFePO4!Ir iespējams arī pazemināt līdz aptuveni 14,0 voltiem, izmantojot zināmu absorbcijas laiku.Ir iespējami nedaudz augstāki spriegumi, BMS lielākajai daļai akumulatoru pieļauj aptuveni 14,8–15,0 voltus pirms akumulatora atvienošanas.Tomēr augstāks spriegums nesniedz nekādu labumu, kā arī lielāks risks, ka BMS var tikt nogriezts un, iespējams, sabojāts.

Pludiņa spriegums

LFP akumulatori nav jāpeld.Uzlādes kontrolieriem tas ir, jo svina-skābes akumulatoriem ir tik augsts pašizlādes līmenis, ka ir jēga turpināt lādēt, lai tie būtu apmierināti.Litija jonu akumulatoriem nav lieliski, ja akumulators pastāvīgi atrodas augstā uzlādes stāvoklī, tādēļ, ja jūsu uzlādes kontrolleris nevar atspējot peldēšanu, vienkārši iestatiet to uz pietiekami zemu spriegumu, lai faktiskā uzlāde nenotiktu.Derēs jebkurš spriegums 13,6 volti vai mazāks.

Izlīdzināt spriegumu

Ja uzlādes spriegums virs 14,6 voltiem tiek aktīvi atturēts, ir skaidrs, ka litija jonu akumulatoram nevajadzētu veikt izlīdzināšanu!Ja izlīdzināšanu nevar atspējot, iestatiet to uz 14,6 V vai mazāku, lai tas kļūtu par parastu absorbcijas uzlādes ciklu.

Absorbēt laiku

Ir daudz ko teikt, vienkārši iestatot absorbcijas spriegumu uz 14,4 V vai 14,6 V un pēc tam vienkārši pārtrauciet uzlādi, tiklīdz akumulators sasniedz šo spriegumu!Īsāk sakot, nulle (vai īss) absorbcijas laiks.Tajā brīdī jūsu akumulators būs aptuveni 90% uzlādēts.LiFePO4 akumulatori ilgtermiņā būs laimīgāki, ja tie pārāk ilgi nenosēžas pie 100% SOC, tāpēc šī prakse pagarinās akumulatora darbības laiku.Ja akumulatorā noteikti ir jābūt 100% SOC, absorbcija to darīs!Oficiāli tas tiek sasniegts, kad uzlādes strāva nokrītas līdz 5% - 10% no akumulatora Ah nomināla, tātad 5 - 10 A 100Ah akumulatoram.Ja nevarat apturēt absorbciju, pamatojoties uz strāvu, iestatiet absorbcijas laiku uz aptuveni 2 stundām un sauciet to par dienu.

Temperatūras kompensācija

LiFePO4 akumulatoriem nav nepieciešama temperatūras kompensācija!Lūdzu, izslēdziet to savā uzlādes kontrollerī, pretējā gadījumā uzlādes spriegums būs ļoti izslēgts, kad tas ir ļoti silts vai auksts.

Noteikti pārbaudiet uzlādes kontrollera sprieguma iestatījumus pret tiem, kas faktiski izmērīti ar labas kvalitātes digitālo multimetru!Mazām sprieguma izmaiņām var būt liela ietekme, uzlādējot litija jonu akumulatoru!Attiecīgi mainiet uzlādes iestatījumus!

LFP akumulatora izlāde

Atšķirībā no svina-skābes akumulatoriem, litija jonu akumulatora spriegums izlādes laikā paliek ļoti nemainīgs.Tāpēc ir grūti noteikt uzlādes stāvokli tikai no sprieguma.Akumulatoram ar mērenu slodzi izlādes līkne izskatās šādi.

Lielāko daļu laika izlādes laikā akumulatora spriegums būs aptuveni 13,2 volti.Tas mainās tikai par 0,2 voltiem no 99% līdz 30% SOC.Pirms neilga laika bija ļoti slikta ideja™ LiFePO4 akumulatoram pazemināt SOC līmeni zem 20%.Tas ir mainījies, un pašreizējā LFP akumulatoru raža daudzos ciklos diezgan jautri izlādēsies līdz 0%.Tomēr ir ieguvums, braucot ar velosipēdu mazāk dziļi.Tas nav tikai tas, ka, braucot ar velosipēdu līdz 30% SOC, jūs iegūsit par 1/3 vairāk ciklu, salīdzinot ar braukšanu ar velosipēdu līdz 0%, jūsu akumulators, visticamāk, darbosies vairāk ciklu.Grūti iegūt precīzus skaitļus, taču, braucot ar velosipēdu līdz 50% SOC, šķiet, ka cikla ilgums ir aptuveni 3 reizes, salīdzinot ar 100 % riteņbraukšanu.

Zemāk ir tabula, kurā parādīts akumulatora spriegums 12 voltu akumulatora blokam salīdzinājumā ar izlādes dziļumu.Ņemiet šīs sprieguma vērtības ar nelielu sāls graudu, izlādes līkne ir tik plakana, ka patiešām ir grūti noteikt SOC tikai no sprieguma.Nelielas slodzes svārstības un voltmetra precizitāte izjauks mērījumu.

Litija jonu akumulatoru uzglabāšana  

Ļoti zemais pašizlādes līmenis ļauj ērti uzglabāt LFP akumulatorus pat ilgāku laiku.Litija jonu akumulatoru nav problēmu nolikt malā uz gadu, tikai pirms ievietošanas glabāšanā pārliecinieties, vai tajā ir uzlādēts.Kaut kas no 50% līdz 70% ir labi, kas akumulatoram iedos ļoti ilgu laiku, pirms pašizlādes spriegums tuvojas bīstamības punktam.

Uzglabāt akumulatorus zem sasalšanas temperatūras ir labi, tie nesasalst un īpaši nerūpējas par temperatūru.Centieties izvairīties no to uzglabāšanas augstā temperatūrā (45 grādi un augstāk) un, ja iespējams, neuzglabājiet tos pilnīgi pilnus (vai gandrīz tukšus).

Ja baterijas jāuzglabā ilgāku laiku, noteikti vienkārši atvienojiet no tiem visus vadus.Tādā veidā nevar rasties klaiņojošas slodzes, kas lēnām izlādē akumulatorus.

Jūsu litija jonu akumulatoru gals

Mēs dzirdam, kā jūs šausmās elsat;doma par to, ka jūsu dārgā LFP akumulatoru banka vairs neraida drebuļus pār muguru!Diemžēl visām labajām lietām galu galā ir jāpienāk gals.Tas, ko mēs vēlamies novērst, ir pāragra veida beigas, un, lai to izdarītu, mums ir jāsaprot, kā litija jonu akumulatori mirst.

Akumulatoru ražotāji uzskata, ka akumulators ir “beigts”, ja tā kapacitāte samazinās līdz 80% no tā, kādai tai vajadzētu būt.Tātad 100Ah akumulatoram tā beigas pienāk, kad tā jauda ir samazinājusies līdz 80Ah.Ir divi mehānismi, kas veicina akumulatora izzušanu: riteņbraukšana un novecošana.Katru reizi, kad izlādējat un uzlādējat akumulatoru, tas nedaudz sabojā, un jūs zaudējat mazliet ietilpību.Bet pat tad, ja jūs ievietojat savu dārgo akumulatoru skaistā, ar stiklu norobežotā svētnīcā, lai nekad netiktu braukts ar velosipēdu, tam tik un tā pienāks gals.Šo pēdējo sauc par kalendāro dzīvi.

Ir grūti atrast precīzus datus par LiFePO4 akumulatoru kalendāro kalpošanas laiku, to ir ļoti maz.Daži zinātniski pētījumi tika veikti par galējību (temperatūras un SOC) ietekmi uz kalendāra dzīvi, un tie palīdz noteikt ierobežojumus.Mēs uzskatām, ka, ja jūs neizmantojat savu akumulatora banku ļaunprātīgi, izvairāties no galējībām un parasti izmantojat akumulatorus saprātīgās robežās, kalendārā kalpošanas laiks ir aptuveni 20 gadi.

Papildus elementiem akumulatora iekšpusē ir arī BMS, kas izgatavots no elektroniskām daļām.Kad BMS neizdosies, neizdosies arī akumulators.Litija jonu akumulatori ar iebūvētu BMS joprojām ir pārāk jauni, un mums tas būs jāredz, taču galu galā akumulatoru pārvaldības sistēmai ir jāizdzīvo tikpat ilgi, cik arī litija jonu elementi.

Akumulatora iekšienē notiekošie procesi laika gaitā notiek, lai pārklātu robežslāni starp elektrodiem un elektrolītiem ar ķīmiskiem savienojumiem, kas neļauj litija joniem iekļūt elektrodos un iziet no tiem.Procesi arī saista litija jonus jaunos ķīmiskos savienojumos, tāpēc tie vairs nav pieejami, lai pārvietotos no elektroda uz elektrodu.Tie procesi notiks neatkarīgi no tā, ko mēs darām, bet tie ir ļoti atkarīgi no temperatūras!Saglabājiet akumulatorus zem 30 grādiem, un tie darbojas ļoti lēni.Palieliniet temperatūru virs 45 grādiem, un lietas ievērojami paātrināsies!Sabiedrības ienaidnieks Nr.1 litija jonu akumulatoriem līdz šim ir siltums!

Kalendāram ir daudz kas cits un tas, cik ātri LiFePO4 akumulators novecos: arī uzlādes stāvoklis ir saistīts ar to.Lai gan augsta temperatūra ir slikta, šīm baterijām ļoti, ļoti nepatīk sēdēt pie 0% SOC un ļoti augstām temperatūrām!Arī slikti, lai gan ne tik slikti kā 0% SOC, ir 100% SOC un augsta temperatūra.Ļoti zemām temperatūrām ir mazāka ietekme.Kā mēs apspriedām, jūs nevarat (un BMS jums neļaus) uzlādēt LFP akumulatorus zem sasalšanas.Kā izrādās, to izvadīšanai zem sasalšanas temperatūras, lai arī tas ir iespējams, ir arī paātrināta ietekme uz novecošanos.Ne tuvu nav tik slikti, kā ļaut akumulatoram nostāvēties augstā temperatūrā, taču, ja akumulators tiek pakļauts sasalšanas temperatūrai, labāk to darīt, kamēr tas nelādējas un neizlādējas un tvertnē ir nedaudz gāzes (lai gan ne pilna tvertne).Vispārīgākā nozīmē, ja nepieciešams ilgāk uzglabāt šos akumulatorus, labāk ir atstāt tos ar aptuveni 50–60% SOC.

Izkusis akumulators

Ja jūs patiešām vēlaties zināt, kas notiek, kad litija jonu akumulators tiek uzlādēts zem sasalšanas temperatūras, metāliskais litijs tiek nogulsnēts uz negatīvā (oglekļa) elektroda.Arī ne visai patīkamā veidā, tas aug asās, adatām līdzīgās struktūrās, kas galu galā caurdur membrānu un izslēdz akumulatoru (izraisot iespaidīgu ātrās neplānotās izjaukšanas notikumu, kā to sauc NASA, kas ietver dūmus, ārkārtēju karstumu un, ļoti iespējams, arī liesmas).Mums par laimi BMS neļauj notikt.

Mēs virzāmies uz cikla dzīvi.Ir kļuvis ierasts, ka litija jonu akumulatoriem tiek izvadīts tūkstošiem ciklu, pat pilnā 100% uzlādes-izlādes ciklā.Tomēr ir dažas lietas, ko varat darīt, lai palielinātu cikla kalpošanas laiku.

Mēs runājām par to, kā darbojas LiFePO4 akumulatori: tie pārvieto litija jonus starp elektrodiem.Ir svarīgi saprast, ka tās ir faktiskas, fiziskas daļiņas, kurām ir noteikts izmērs.Katru reizi uzlādējot-izlādējot akumulatoru, tie tiek izvilkti no viena elektroda un ievietoti otrā.Tas izraisa bojājumus, jo īpaši negatīvā elektroda oglekli.Katru reizi, kad akumulators tiek uzlādēts, elektrods nedaudz uzbriest, un pēc katras izlādes tas atkal samazinās.Laika gaitā tas izraisa mikroskopiskas plaisas.Tieši šī iemesla dēļ uzlāde nedaudz zem 100% nodrošinās vairāk ciklu, kā arī izlāde līdz nedaudz virs 0%.Uzskatiet arī, ka šie joni rada “spiedienu”, un ārkārtēji uzlādes stāvokļa rādītāji rada lielāku spiedienu, izraisot ķīmiskas reakcijas, kas nenāk par labu akumulatoram.Tāpēc LFP akumulatoriem nepatīk, ja tie tiek novietoti uz 100% SOC vai tiek ievietoti peldošajā uzlādē ar (gandrīz) 100%.

Tas, cik ātri tie litija joni tiek saraustīti, ietekmē arī cikla ilgumu.Ņemot vērā iepriekš minēto, tam nevajadzētu būt pārsteigumam.Lai gan LFP akumulatori parasti veic uzlādi un izlādi 1 C temperatūrā (ti, 100 ampēri 100 Ah akumulatoram), jūs redzēsiet vairāk akumulatora izlādēšanās ciklu, ja ierobežosit to līdz saprātīgākām vērtībām.Svina-skābes akumulatoriem ir aptuveni 20 % no Ah nominālvērtības, un, saglabājot to litija jonu gadījumā, tas arī uzlabos akumulatora darbības laiku.

Pēdējais faktors, ko vērts pieminēt, ir spriegums, lai gan tas tiešām ir tas, ko BMS ir paredzēts kontrolēt.Litija jonu akumulatoriem ir šaurs sprieguma logs gan uzlādēšanai, gan izlādei.Ļoti ātri izejot ārpus šī loga, rodas neatgriezenisks bojājums un augstākās klases iespējamība RUD notikumam (NASA-talk, kā minēts iepriekš).LiFePO4 šis logs ir aptuveni 8,0 V (2,0 V uz šūnu) līdz 16,8 V (4,2 V uz šūnu).Iebūvētajam BMS ir jārūpējas par to, lai akumulators būtu labi šajās robežās.

Nodarbības mājās

Tagad, kad mēs zinām, kā darbojas litija jonu akumulatori, kas viņiem patīk un kas nepatīk un kā tie galu galā neizdodas, ir dažas norādes, kas jāņem vērā.Mēs esam izveidojuši nelielu sarakstu zemāk.Ja nedarīsit neko citu, lūdzu, ņemiet vērā pirmos divus, jo tiem ir vislielākā ietekme uz kopējo litija jonu akumulatora baudīšanas laiku!Citu uzmanības pievēršana palīdzēs arī pagarināt akumulatora darbības laiku.

Rezumējot, lai nodrošinātu ilgu un laimīgu LFP akumulatora darbības laiku, ievērojiet tālāk norādīto.

● Uzturiet akumulatora temperatūru zem 45 C (ja iespējams, zem 30 C) — tas ir vissvarīgākais!
● Saglabājiet uzlādes un izlādes strāvu zem 0,5 C (vēlams — 0,2 C)
● Ja iespējams, saglabājiet akumulatora temperatūru virs 0 grādiem pēc izlādes — tas un viss zemāk nav tik svarīgi kā pirmie divi.
● Nebrauciet ar velosipēdu zem 10% – 15% SOC, ja vien tas tiešām nav nepieciešams
● Ja iespējams, nepludiniet akumulatoru pie 100% SOC
● Neuzlādējiet līdz 100% SOC, ja jums tas nav nepieciešams

Tas ir viss!Tagad arī jūs varat atrast laimi un piepildītu dzīvi ar saviem LiFePO4 akumulatoriem!