Как правильно заряжать LiFePO4 – каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4 батареи?
Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи – это АКБ нового поколения, имеющие отличные эксплуатационные характеристики. Они выдерживают большое число циклов заряд-разряд, не требуют частых балансировок, терпимо относятся к несильным перезарядам и разрядам. К
тому же, LiFePO4 батареи отдают значительные токи и работают в широком диапазоне температур.
Зарядить LiFePO4 аккумулятор несложно, но нужно помнить о некоторых нюансах. Аккумуляторные батареи имеют плату защиты (БМС ), защищающую их от перезарядов и глубоких разрядов, и осуществляющую балансировку ячеек между собой. Но отдельные аккумуляторы, не объединенные в батарею и не снабженные платой защиты, нельзя разряжать и перезаряжать, выходя за пределы допустимых значений.
При глубоком разряде аккумуляторы значительно теряют емкость и в итоге могут потерять способность заряжаться и окончательно выйти из строя. Если же аккумулятор перезарядить, он вздуется и также начнет терять свою емкость и эксплуатационный ресурс. Поэтому очень важно не допускать критических значений – разряда ниже 2 В и заряда выше 3,75 или 3,39 В, а у некоторых моделей – выше 3,9 В.
Правила зарядки литий-железо-фосфатных аккумуляторов
Чтобы полноценно использовать возможности АКБ, нужно знать и соблюдать требования к ее эксплуатации и зарядке. Батареи типа LiFePO4 не нужно полностью разряжать перед дальнейшей зарядкой, поэтому восполнять их заряд рекомендуется после каждого применения. Рассмотрим, как правильно заряжать LiFePo4 батареи.
Для сохранения их эксплуатационного ресурса важно:
- Использовать специальные зарядные устройства, предназначенные для батарей типа LiFePO4, с обозначением конечного напряжения. Зарядники, предназначенные для литиевых батарей других типов, для литий-железо-фосфатных АКБ не подходят, т. к. у LiFePo4 меньшее рабочее напряжение.
- Не оставлять АКБ разряженной. Если дальнейший саморазряд приведет к критическому падению напряжения хотя бы на одном аккумуляторе из батареи, это негативно скажется на емкости всей АКБ. Поэтому, если литий-железо-фосфатная батарея почти разрядилась, ее нужно в ближайшее время подзарядить до номинального напряжения 3,2 В на аккумулятор.
- По возможности – не допускать разряда АКБ до ее отключения через плату защиты БМС и заряжать ее после каждого применения. Накопители этого типа не имеют эффекта памяти, а полные циклы разряда только сокращают их эксплуатационный ресурс. Приблизительно один полный цикл соответствует 10 неполным.
- Осуществлять зарядку при температуре корпуса, близкой к комнатной. Если батарея была на холоде, нужно вначале выдержать ее 4–5 часов в помещении.
- Для защиты от перегрева – не накрывать АКБ и зарядник в процессе подзарядки.
Каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4
Чтобы зарядить литий-железо-фосфатную аккумуляторную батарею, нужно подсоединить к ней подходящее зарядное устройство и подключить его к электросети 220 В. Индикатор на заряднике загорится красным светом. Когда батарея восполнит свой заряд (через 2–6 часов, в зависимости от модели), индикатор сменит цвет на зеленый. Для балансировки аккумуляторов после основного процесса зарядки желательно оставить батарею подсоединенной к заряднику еще на 5–8 часов. В конце зарядное устройство отключается от электросети, а затем – и от АКБ. Балансировку на новой АКБ лучше проводить не чаще чем раз в 1-2 месяца.
Литий-железо-фосфатные батареи заряжаются в 2 этапа – вначале стабилизированным током до требуемого напряжения, а затем при стабильном напряжении до наименьшего значения тока зарядки, по алгоритму CC/CV. В вопросе, каким напряжением лучше заряжать LiFePO4, оптимальным напряжением заряда для каждого аккумулятора в батарее является 3,6–3,65 В.
Желательно применять умные заурядные устройства или контроллеры. Они заряжают системы напряжением 12 В до 14,6 В, а спустя 10–20 минут понижают напряжение до 13,6–13,8 В, т.е. до 3,4–3,45 В на каждый отдельный аккумулятор. Чтобы защитить их от избыточного напряжения, нужно использовать плату защиты БМС или поставить платы-балансиры.
О том, можно ли восстановить емкость Li-Ion аккумулятора, и какие способы опасны при выполнении данной задачи, читайте здесь.
Как заряжать аккумулятор lifepo4 генератора автомобиля
Переход на Лифер (LiFePo4 аккумулятор вместо свинца)
Уже года 3 смотрю на лиферные аккумуляторы и давно хочу себе поставить в Раннера, но что-то всё никак. Дорого, непонятно… В итоге приобрёл Optima Yellow Top 75 и был счастлив (пост про Оптиму). Она и стартер крутит бодро, и лебедку хорошо! Но хоть я и поднял напряжение на генераторе до 14.6 Вольт (Как получить 14.6 Вольта с генератора Toyota), зимой Оптима всё равно не успевала зарядиться и иногда подводила меня, разряжаясь до неспособности крутануть стартер на морозе.
В общем пришло время, и по совету уважаемого Алексея avgefke я приобрёл ячейки фирмы CALB LiFePo4 (модель CA100, то есть на 100Ач).
Это бэушные ячейки из Китая, с электротранспорта, в основном с электробусов. Несмотря на то, что они уже походили, причём в жестком режиме, характеристики у них вполне себе рабочие, и для неполного разряда в качестве автомобильного аккумулятора они годятся. И главный их плюс — они могут заряжаться зимой в мороз до -20 градусов (по ТТХ от нуля, а по факту всё гораздо лучше).
Много полезной информации по Лиферу можно найти на трубе у ЛитийМастера — категорически рекомендую: Lithium Master
В общем решено — ставим Лифер в автомобиль, причем без BMS (так как нужны большие токи для лебедки) и без балансиров (так как они особо и не нужны).
Кстати, предварительные замеры внутреннего сопротивления даже не заряженных ячеек показали вполне хорошие результаты:
1) 3.22 В и 220 мОм
2) 3.26 В и 179 мОм
3) 3.29 В и 345 мОм
4) 3.21 В и 205 мОм
Как предварительно зарядить и сбалансировать ячейки очень хорошо показано в этом видео:
После параллельной зарядки до напряжения 3.6В собираем ячейки последовательно в 13вольтовый аккумулятор с помощью толстых медных шин и болтов из нержавейки:
Между собой ячейки скрепил двусторонним скотчем, который держит высокую температуру (на всякий) и обмотал прочной лентой. После уже завернул в термоусадку, толстую и прочную.
В сравнении с AGM аккумулятором Optima Yellow Top 75, который весит 27.1 Кг, полученная сборка Лифера весит всего 14.1 Кг, то есть практически в 2 раза меньше! Думаю подкрылок Раннера скажет мне спасибо за такое облегчение ��
В общем я получил 100 Ач литий-железо-фосфатный аккумулятор с отличными характеристиками, можно ставить в Раннер. Крепёж чуть доработал, подложил проставки, плюс под термоусадкой аккумулятора тоже проставки, чтобы крепёж не давил на медную шину. В общем всё в порядке, аккум закреплен хорошо.
Езжу с ним уже неделю и радуюсь. Напряжение после 3х суток простоя 13.2 Вольта, ничего не проседает, заряжается быстро. Лебедку крутит бодро, но с нагрузкой пока не тестировал — всё ещё впереди.
Теперь пора покупать холодильник, который можно будет оставлять работать всю ночь — аккум выдержит легко и после этого заведет двигатель. Я счастлив!
P.S. Диод, повышающий напряжение с генератора, я убрал, так как для Лифера опасен перезаряд (без BMSа).
UPD 27.08.2021 Добавил изоляционную резину сверху аккумулятора, закрыл плюсовой контакт, на крепление надел разрезанный шланг. Теперь можно в ралли ��
Проверил работу лебедки под нагрузкой — Лифер тащит, напряжение даже на холостых оборотах не проседает ниже 13.0 Вольт! Я доволен.
Запчасти
Toyota 4Runner 2004, двигатель бензиновый 4.0 л., 245 л. с., полный привод, автоматическая коробка передач — тюнинг
Комментарии 165
Хотел себе ставить литий-железофосфат.
Отказался из-за двух причин
1. По ТТХ не терпят заряда при минусовых температурах
2. На моей Subaru Outback 3 л зимой после запуска напряжение 14.8-14.9 В, что превышает максимальное напряжение для 4х банок.
В результате поставил литий-титанат (6 банок по 2.3-2.4 В).
На первый взгляд всё нормально, но НРЦ на холодной машине с утра 13.5-13.8 В и зимой при запуске 14.8 В с генератора дают большую нагрузку на генератор при внутреннем сопротивлении 6 банок 2 мОм. Тоже ничего хорошего. Не хотелось опытным путем проверять насколько хватит генератора в таком режиме. В результате пришлось делать блок на микроконтроллере, чтобы при запуске снизить напряжение до уровня НРЦ на холодной машине. По сути, обходной способ снизить зарядный ток до нуля в процессе прогрева без использования бесконтактного датчика Холла постоянного тока, которые стоят неадекватных денег. Блок постоянно следит за напряжением бортовой сети и меняет поправку, чтобы удерживать напряжение на постоянном уровне до прогрева (на моей машине примерно 20 минут). Получилось что-то типа адаптера, который подгоняет алгоритм работы штатной системы зарядки под требования литий-титаната.
По такому же принципу можно сделать управление зарядом железофосфатного аккумулятора, чтобы не подавать зарядный ток, пока аккумулятор не нагреется.
Заряд четырех банок LiFePO4 автомобильным зарядным устройством "Вымпел-55"
После разряда LiFePO4 банок на электронной нагрузке ATORCH DL24, у меня образовалось 4 разряженных LiFePO4 банки, которые для чистоты эксперимента требовалось зарядить и замерить их емкость при заряде. Т.к. напряжение полностью заряженной банки лифера составляет 3,6В, а 4 эти банки в сумме образуют напряжение 14,4В, то для этих целей как нельзя лучше подходит автомобильное зарядное устройство. У меня имеется ЗУ «Вымпел-55», который умеет замерять отданную емкость.
Заряд четырех банок LiFePO4 на Вымпел-55
Но. потом вдруг я подумал, что лишний Ампер «сверху» не помешает и повышаю ток до 6А.
В таком режиме заряд продолжался до напряжения 13,7В на батарею и 3,425В на банку. После этого зарядные токи начали постепенно снижаться.
Практически полную емкость (70 из 90 Ампер часов) батарея получила при напряжении 13,2 — 13,6 Вольт, что соответствует 3,3 — 3,4 Вольт на банку.
И тут с зарядным устройством Вымпел случилась неожиданность, автоматика ЗУ как только увидела напряжение 13,7В стала писать, что АКБ заряжен и в этот момент переставала считать Ампер-часы. Так что итоговый замер емкости как то не получился. как говорится по техническим причинам.
При напряжении 14,3 — 14,4 Вольта зарядный ток резко упал, что говорило о полной заряженности LiFePO4 аккумулятора.
В любом случае считаю эксперимент удавшимся, даже если не удалось замерить емкость полностью. Теперь буду разряжать оставшиеся четыре банки на электронной нагрузке DL24.
Поделиться статьей: 
Как правильно заряжать LiFePO4 – каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4 батареи?
Литий-железо-фосфатные аккумуляторные батареи – это АКБ нового поколения, имеющие отличные эксплуатационные характеристики. Они выдерживают большое число циклов заряд-разряд, не требуют частых балансировок, терпимо относятся к несильным перезарядам и разрядам. К
тому же, LiFePO4 батареи отдают значительные токи и работают в широком диапазоне температур.
Зарядить LiFePO4 аккумулятор несложно, но нужно помнить о некоторых нюансах. Аккумуляторные батареи имеют плату защиты (БМС), защищающую их от перезарядов и глубоких разрядов, и осуществляющую балансировку ячеек между собой. Но отдельные аккумуляторы, не объединенные в батарею и не снабженные платой защиты, нельзя разряжать и перезаряжать, выходя за пределы допустимых значений.
При глубоком разряде аккумуляторы значительно теряют емкость и в итоге могут потерять способность заряжаться и окончательно выйти из строя. Если же аккумулятор перезарядить, он вздуется и также начнет терять свою емкость и эксплуатационный ресурс. Поэтому очень важно не допускать критических значений – разряда ниже 2 В и заряда выше 3,75 или 3,39 В, а у некоторых моделей – выше 3,9 В.
Правила зарядки литий-железо-фосфатных аккумуляторов
Чтобы полноценно использовать возможности АКБ, нужно знать и соблюдать требования к ее эксплуатации и зарядке. Батареи типа LiFePO4 не нужно полностью разряжать перед дальнейшей зарядкой, поэтому восполнять их заряд рекомендуется после каждого применения. Рассмотрим, как правильно заряжать LiFePo4 батареи.
Для сохранения их эксплуатационного ресурса важно:
- Использовать специальные зарядные устройства, предназначенные для батарей типа LiFePO4, с обозначением конечного напряжения. Зарядники, предназначенные для литиевых батарей других типов, для литий-железо-фосфатных АКБ не подходят, т. к. у LiFePo4 меньшее рабочее напряжение.
- Не оставлять АКБ разряженной. Если дальнейший саморазряд приведет к критическому падению напряжения хотя бы на одном аккумуляторе из батареи, это негативно скажется на емкости всей АКБ. Поэтому, если литий-железо-фосфатная батарея почти разрядилась, ее нужно в ближайшее время подзарядить до номинального напряжения 3,2 В на аккумулятор.
- По возможности – не допускать разряда АКБ до ее отключения через плату защиты БМС и заряжать ее после каждого применения. Накопители этого типа не имеют эффекта памяти, а полные циклы разряда только сокращают их эксплуатационный ресурс. Приблизительно один полный цикл соответствует 10 неполным.
- Осуществлять зарядку при температуре корпуса, близкой к комнатной. Если батарея была на холоде, нужно вначале выдержать ее 4–5 часов в помещении.
- Для защиты от перегрева – не накрывать АКБ и зарядник в процессе подзарядки.
Каким напряжением и током лучше заряжать LiFePO4
Чтобы зарядить литий-железо-фосфатную аккумуляторную батарею, нужно подсоединить к ней подходящее зарядное устройство и подключить его к электросети 220 В. Индикатор на заряднике загорится красным светом. Когда батарея восполнит свой заряд (через 2–6 часов, в зависимости от модели), индикатор сменит цвет на зеленый. Для балансировки аккумуляторов после основного процесса зарядки желательно оставить батарею подсоединенной к заряднику еще на 5–8 часов. В конце зарядное устройство отключается от электросети, а затем – и от АКБ. Балансировку на новой АКБ лучше проводить не чаще чем раз в 1-2 месяца.
Литий-железо-фосфатные батареи заряжаются в 2 этапа – вначале стабилизированным током до требуемого напряжения, а затем при стабильном напряжении до наименьшего значения тока зарядки, по алгоритму CC/CV. В вопросе, каким напряжением лучше заряжать LiFePO4, оптимальным напряжением заряда для каждого аккумулятора в батарее является 3,6–3,65 В.
Желательно применять умные заурядные устройства или контроллеры. Они заряжают системы напряжением 12 В до 14,6 В, а спустя 10–20 минут понижают напряжение до 13,6–13,8 В, т.е. до 3,4–3,45 В на каждый отдельный аккумулятор. Чтобы защитить их от избыточного напряжения, нужно использовать плату защиты БМС или поставить платы-балансиры.
О том, можно ли восстановить емкость Li-Ion аккумулятора, и какие способы опасны при выполнении данной задачи, читайте здесь.
Аккумулятор для автодома — выбор и подключение к генератору дома на колесах своими руками. Электросистема автодома ч.1
Всем привет, в этой статье разберемся с тем, как сделать хорошую электросистему в доме на колесах, сколько это будет стоить и какие варианты у вас есть. Так же поговорим о компонентах из которых эта система строится — аккумуляторах, солнечных панелях, контроллерах, проводах и сопутствующей мелочи. В общем будет все как вы любите — понятно, объективно и разложено по полочкам.
Это будет серия из 4 статей, ведь эта тема одна из самых объемных и имеет множество вариантов исполнения. Постараемся разобрать основные варианты реализации от самых простых до весьма навороченных.
В первой части, которую вы читаете прямо сейчас речь пойдет о дополнительных аккумуляторах, какие они бывают и как с их помощью организовать простейшую электросистему с зарядкой от генератора автомобиля.
Во второй коснемся солнечной энергетики, в третьей речь пойдет о монтаже и проводке в электросистеме, а в четвертом я научу вас рассчитывать необходимую мощность энергосистемы под ваши задачи чтобы определиться с выбором всех компонентов.
Ну а сейчас мы вернемся к теме сегодняшнего ролика — выбор аккумуляторов и их подключение.
Выбор типа батареи — AGM, GEL и LiFePo4
Когда речь идет о самодельном автодоме и его электросистеме нет одного решения подходящего всем сразу. У всех разные потребности, разный бюджет и стиль путешествий. Но главные принципы построения и типовые решения мы разберем далее. Начнем с основных компонентов, из которых вообще строится электросистема дома — дополнительных аккумуляторов.
Если не вдаваться слишком в подробности они бывают двух основных видов — стартовые и тяговые. Стартовые предназначены для того, чтобы заводить двигатель, то есть отдавать много энергии за короткий период времени для старта двигателя и отдыхать, а тяговые больше нацелены на более медленный планомерный расход энергии в течении длительного времени. Они немного по-разному устроены внутри и каждый вид будучи использован под свой тип задач сможет прослужить вам больше другого.
Очевидно нас больше интересует второй вариант — тяговые батареи, мы ведь не собираемся в автодоме тратить всю энергию за пару минут, а наоборот, постепенно использовать ее на свет, насосы, вентиляцию и другие устройства. Если в таком режиме использовать стартерную батарею — она будет довольно быстро разрушаться и прослужит максимум пару-тройку лет. А если вы будете её сильно разряжать, до нуля, то она и вовсе может погибнуть за месяц. Так что, если дом вам нужен чаще чем пару недель в году — выбирать лучше тяговые батареи.
Из тяговых батарей можно выделить свинцово-кислотные и литиевые как наиболее популярные типы
Свинцово-кислотные не герметичные аккумуляторы
Свинцово кислотные это по сути обычные аккумуляторы что мы ставим в машины, только в случае тяговых они лучше предназначены для медленной разрядки.
Самые дешевые из них — открытые жидкостные, но они имеют некоторые минусы — например выделение не очень полезного газа во время зарядки, так что размещать такие батареи в жилом отсеке не рекомендуется. Ставить можно только где-то снаружи автомобиля либо в герметичном боксе с вентиляцией наружу. Так же есть альтернативный вариант — подсоединить специальную трубку в отверстие для выпуска газов и вывести ее за пределы автодома.
Тогда такие батареи тоже можно ставить и в доме. Но размещать при этом их можно только вертикально, иначе вместо газа через вентиляционные отверстия из них будет утекать электролит.
Герметичные свинцовые батареи типа GEL/AGM
Если же хочется аккумуляторы не выделяющие газов — тогда надо смотреть на необслуживаемые герметичные кислотные батареи. Они тоже могут быть жидкостные, но чаще бывают двух других типов — GEL и AGM. В принципе для наших целей это примерно одно и то же, просто немного разный наполнитель внутри. В них электролит уже не плещется в ячейках свободно, а находится в пористых пластинах или в виде геля. Так что он никуда не растекается, даже если батарея установлена боком.
Такие типы аккумуляторов являются популярным вариантом для применения в кемперах и в том числе их ставят на коммерческие автодома. Они безопасны, не требуют никакого обслуживания и могут заряжаться от генератора автомобиля. При этом выделение каких-то газов у них минимально или отсутствует вовсе, так как внутри находятся специальные камеры для рекуперации газа и он не выходит за пределы корпуса батареи, кроме совсем крайних случаев, когда срабатывает клапан сброса повышенного давления. Но при штатной эксплуатации этого возникать не должно. На всякий случай от этого клапана тоже можно вывести трубку на улицу, но это мало кто делает.
Гелевые и AGM батареи тем не менее остаются все еще кислотно-свинцовыми аккумуляторами и сохраняют их минусы. Во-первых большие габариты и вес — аккумулятор на 100Ач будет весить около 35кг, а если хочется систему в 400Ач, что это выйдет в 130кг веса и займет не мало места.
И во-вторых аккумуляторы такого типа очень не рекомендуется разряжать ниже 50% емкости. В идеале уровень заряда должен находится на уровне 70% и выше. В таком случае они могут проработать до 10 лет почти не потеряв в емкости. Если же постоянно разряжать их до нуля то такое использование прикончит батареи буквально за пару-тройку лет.
Так что в итоге от своей энергосистемы вы по факту получаете от 30 до 50% объема для использования, если не хотите менять аккумуляторы как патроны.
Литиевые батареи LiFepo4
Другой же, самый современный тип аккумуляторов — литиевые. Они лишены многих недостатков кислотных конкурентов — разряжать такие батареи можно практически до нуля без последствий. К тому же они значительно легче. Батарея 100Ач будет весить до 15кг. И если мы еще будем учитывать возможность разрядки до нуля получается эффективность 100Ач литиевой батареи равняется такой же у 200-300Ач свинцово-кислотной.
Основным минусом литиевых аккумуляторов является их более высокая стоимость и некоторые особенности эксплуатации. Впрочем стоимость литиевых батарей — понятие плавающее. Да действительно фирменные батареи например типа lifepo4 на 100ач могут легко стоить и 40 и 60 тысяч рублей. Но если выбрать китайский вариант подешевле или обратиться к частным объявлением то такой в РФ можно купить уже около 25-35 тысяч.
Ну а если вы готовы подождать то можно взять батарею на aliexpress и тогда она обойдется и вовсе в 20 тысяч, например от проверенного бюджетного бренда littokala и подобных
Заряжаем аккумулятор LiFePO4 правильно
LiFePO4 – это разновидность литиевых аккумуляторов, в которых положительным электродом выступает феррофосфат лития, а анодом – графит. Их преимущества перед свинцово-кислотными моделями состоят в большей удельной емкости и продолжительном сроке службы.
Заряжать аккумуляторы LiFePO4 следует постоянным током, постоянным напряжением или комбинировать оба этих метода. При двухступенчатой зарядке напряжение следует повысить до 14,4-14,6 Вольт при помощи постоянного тока, после чего насыщение аккумулятора будет происходить при постоянном напряжении. После одного этапа зарядки аккумулятор набирает около 90-95% емкости, а после двух – 100%.
Когда заряжать батарею LiFePO4?
Если аккумулятор разрядился не полностью, то подзаряжать его необязательно. В LiFePO4 отсутствует сульфатация, которая уменьшает емкость частично заряженных свинцово-кислотных аккумуляторов. Но если система управления отсоединяет аккумулятор от нагрузки из-за падения напряжения, то лучше немедленно подзарядить его.
Рекомендации по температурному режиму
Зарядное устройство способно контролировать температуру батареи. Процесс зарядки должен происходить при температурах от 0 до 40 градусов. Нужно помнить, что при отрицательной температуре зарядный ток следует снизить на 5-10% от емкости батареи. Перегрев аккумулятора не допускает система управления, но температуру может контролировать и зарядное устройство, оснащенное соответствующим датчиком: оно автоматически снижает напряжение при нагреве батареи до 20 градусов и отключается, если ее температура достигает 55 градусов. Таким образом, зарядка дублирует функционал платы BMS и повышает уровень защиты.
Параллельное и последовательное соединение батарей
Важно, чтобы напряжение последовательно или параллельно соединяемых аккумуляторов совпадало. Разница не должна превышать 50мВ (точное значение отмечает производитель аккумулятора). Одинаковое напряжение уменьшает вероятность возникновения дисбаланса в процессе эксплуатации. Если напряжения будут отличаться более, чем на 50 мВ, то перед соединением, батареи следует зарядить по отдельности при помощи одного зарядного устройства, а через несколько часов проверить их состояние.
Соотношение напряжения зарядки и емкости LiFePO4
Если использовать зарядное устройство с более низким напряжением, чем требует аккумулятор, то подзарядить его не получится. При более высоком напряжении ионы покинут катод и будут внедряться в кристаллическую структуру анода. Процесс осуществляется под воздействием силы, которая вбивает ионы внутрь кристалла. Чем сильнее это воздействие, тем больше ионов проникнет в кристалл, и тем большую нагрузку он испытает. Так, эффективность процесса зарядки зависит от напряжения зарядного устройства.
При понижении порогового напряжения литий-железо-фосфатная батарея заряжается не полностью, что снижает время ее непрерывной работы, но не влияет на срок службы, в отличие от свинцово-килсотных батарей. У пониженного напряжения есть преимущество: снижение стресса аккумулятора во время зарядки. Аккумуляторы LiFePO4 можно безопасно заряжать до 4,2 Вольт. Если использовать более высокое напряжение, то органический электролит разрушается. Несмотря на заявленную стойкость к перезаряду после того, как аккумулятор наберет полную емкость, его следует отключить от источника зарядки. Время подключения к сети заряженного аккумулятора должно быть сведено к минимуму.
Как зарядить батарею от генератора двигателя?
Особенности зарядки литий-железо-фосфатных батарей от генератора двигателя:
Система управления батареей
Литий-железо-фосфатные ячейки могут безопасно функционировать в диапазоне 2-4,2В. По сравнению с прочими типами литиевых элементов, они более устойчивы к напряжению. Но длительное воздействие повышенного вольтажа приводит к накоплению металлического лития на аноде и безвозвратно ухудшает рабочие характеристики элементов питания. Материал катода подвергается окислению и теряет стабильность, а выделяющийся в результате реакции диоксид углерода увеличивает давление в ячейках.
Процесс зарядки может быть приостановлен по сигналу BMS, после чего напряжение с аккумулятора снимается и создается дополнительный уровень защиты. Если в аварийной ситуации BMS выдает нулевое напряжение, используется разъем BMS 1. При высоком положительном напряжении задействуется BMS 2. Вне зависимости от ситуации, зарядка продолжится после того, как будет устранена причина отключения. Система управления ограничивает максимальное напряжение каждого элемента и батареи в целом. Срабатывание защиты происходит, если напряжение ячейки превышает 3,8 Вольт, а общее напряжение LiFePO4: 15,2-15,6 Вольт.
Разряд аккумулятора ниже определенного уровня также недопустим. При напряжении ячейки ниже 2В, материал электродов начинает разрушаться, поэтому минимальное рекомендуемое напряжение для большинства моделей: 10,5-11 Вольт. Система управления позволяет защитить литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного заряда и короткого замыкания. Но первым уровнем защиты выступает вовсе не BMS, а зарядное устройство и подключаемое к АКБ оборудование.
Выбираем зарядку для LiFePO4
Полностью заряженный 12-вольтовый аккумулятор LiFePO4 имеет напряжение 13,3-13,4В. Аналогичный параметр в свинцово-кислотной модели будет составлять 12,6 -12,8 Вольт. Если разрядить такое устройство до 80%, то его напряжение изменится всего на 0,5В. Зарядные устройства для свинцово-кислотных и литий-железо-фосфатных моделей имеют одинаковый принцип работы и отличаются только отсутствием стадии кондиционирования, более высоким напряжением на один элемент, а в некоторых случаях – поддерживающей зарядки.
Процесс зарядки свинцово-кислотных батарей включает три-пять стадий, переход между ними осуществляется автоматически, в соответствии с уровнем заряда аккумулятора. Вначале зарядное устройство устанавливает максимально возможный ток, благодаря чему напряжение аккумулятора постепенно увеличивается. Чтобы сохранить силу тока постоянной, зарядное устройство повышает входное напряжение, делая это до тех пор, пока оно не повысится до предельного значения. Дальнейшая зарядка происходит при снижающемся токе и фиксированном напряжении, а при опускании силы тока до 10% от номинального значения, вторая стадия заканчивается. После нее происходит этап кондиционирования и заключительная стадия – поддерживающая зарядка, препятствующая саморазряду аккумулятора, потере емкости и сульфатации.
Свойства зарядных для LiFePO4
Зарядные устройства для литий-железо-фосфатных аккумуляторов используют алгоритм CC / CV: постоянный ток/постоянное напряжение, обеспечивающий быструю зарядку. Зарядка этих батарей происходит по принципу, отличному от зарядки свинцово-кислотных моделей. Например, литиевые аккумуляторы не нуждаются в режиме десульфации электролита и не требуют выравнивания: использование напряжений свыше 15В вызовет срабатывание защиты или повредит железо-фосфатные ячейки.
Дозарядка свинцово-кислотных батарей осуществляется при напряжении аккумулятора 12,7В, и поддерживающем напряжении зарядного устройства 13,3-13,8В. Подключенное к аккумулятору зарядное устройство предотвращает его саморазряд и обеспечивает питание потребителей. При напряжении 12,7В литий-железо-фосфатная модель разряжена на 85-95%, поэтому для них уровень дозарядки выше: 13,1-13,2В. Будучи постоянно подключенными к электросети и батарее, некоторые зарядные устройства проводят «профилактическую» дозарядку свинцово-кислотных аккумуляторов каждые семь дней. Устройствам LiFePO4 такая частая зарядка не нужна, их лучше хранить разряженными наполовину, подзаряжая приблизительно раз в полгода, чтобы избежать безвозвратных потерь емкости.
Перед началом работы современные зарядные устройства определяют текущее сопротивление аккумулятора при помощи коротких импульсов напряжения. Эта информация позволяет определить, с какой стадии нужно начинать зарядку. Поскольку, даже в разряженном состоянии LiFePO4 сохраняет напряжение 13В, некоторые устройства посчитают его почти полностью заряженным и перейдут к поддерживающему этапу. Максимальная продолжительность периода абсорбции свинцово-кислотных моделей составляет 480-600 минут, а у железо-фосфатных она значительно короче: от 480 до 600 минут. Так, если ток в цепи не снизился до номинального значения, установленного в зарядном устройстве: существует утечка на землю или нагрузка, аккумулятор будет находиться подл напряжением 14,4В не полчаса, а 8-10 часов.
Можно ли заряжать LiFePO4 устройством для свинцово-кислотных батарей?
Зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов можно применять для зарядки LiFePO4, только если:
После того как полная зарядка LiFePO4 от такого устройства закончится, батарею необходимо отключить, чтобы не осуществлялась дозарядка по неподходящему алгоритму. Конечно, специализированная зарядка для LiFePO4 – лучшее решение для сохранения емкости и продления срока службы устройства. Вольтметр не даст точного представления о состоянии литий-железо-фосфатной батарей, определять уровень заряда следует с помощью счетчика амперчасов или батарейного монитора.