LIFEPO4 аккумулятор 3,2в 100ач, 200ah, 280ач

Литиевые аккумуляторы.

Литий-железо-фосфатные LiFePO4 аккумуляторы на сегодняшний день является лучшим и высоконадежным решением для создания резервных и автономных источников питания в системах электроснабжения. Легкий, компактный и долговечный LiFePO4 аккумулятор подходит практически для любых целей.

В 10 раз выгоднее! (Совокупная стоимость владения за 10 лет с учётом отсутствия эксплуатационных затрат).

Характеристики

Электрические характеристики аккумуляторов DY-100 Ач при 25°С
Номинальная емкость, А*ч	100
Номинальное напряжение, В	3,2
Удельная энергия по массе, Ач/кг	33
Рекомендованные режимы эксплуатации
Непрерывный разряд, C	0,5
Ток заряда, C	0,2
Заряд при температуре, ℃	от 0 до +40
Разряд при температуре, ℃	от -30 до +50
Предельные рабочие режимы
Непрерывный разряд, C	3
Ток заряда, C	0.5
Максимальное напряжение заряда, В	3,65
Минимальное напряжение на аккумуляторе, В	2,5
Заряд при температуре, ℃	от -10 до +50
Габариты (ДхШхВ)	160х30х200
Ресурс, заряд/разряд при глубине разрядки до 70%, циклов Ресурс, заряд/разряд при глубине разрядки до 80%, циклов	>5000 >3000
Саморазряд полностью заряженного аккумулятора при хранении (+25℃), % в месяц	<3

Особенности

В связи с тем, что литиевые аккумуляторы собираются из нескольких элементов для привычных нам 12, 24, 36, 48 и более (кратно 12) вольтных систем, в цепи последовательно соединяются от 4 (4х3.2в = 12.8) до 16 (3.2 х 16 = 51.2). В связи с этим существует риск возникновения дисбаланса со временем на любых элементах. Такое происходило и раньше на кислотных аккумуляторах, но с литиевыми риск возникновения выше. Причин по которой возникает дисбаланс множество среди них есть и такие как разная температура на элементах (т.е. крайние и элементы в середине банки могут быть подвержены большим и малым перепадам температур), разные сечения перемычек (неоднородные или разные сечения), подающие провода на плюсе и минусе, технологические отклонения при производстве элементов. Разные партии продуктов в разные дни из разных материалов могут приводит к мизерным отклонениям по внутреннему сопротивлению что, в долгосрочной перспективе постепенно приведет к дисбалансу. Дисбаланс заключается в разности напряжения на банках при полном заряде, например в 12 вольтном батарее из 4 элементов: максимальное допустимое напряжение на банке составляет 3.65 вольт, и максимальное допустимое напряжение составляет (4 х 3.65) 14.6 вольт. Даже если один из элементов незначительно потерял сопротивление эта банка получит большее напряжение по сравнению с другими элементами. В итоге может оказаться так что на 3 банках будет напряжене 3.6 вольт = 10.8 а на четвертом будет 3.8 вольт. Что приведет к скорому выходу из строя, выкипанию электролита в лучшем случае, в худшем самовозгоранию. Для этого с литиевыми аккумуляторами исспользуют БМС (BMS), или балансиры. БМС и балансиры служат для контроля напряжения на банках и выравнивают напряжение по всему аккумуляторному блоку в случае отклонения напряжения на какой-либо банке то он за счет банки с другим чаще высоким напряжением дает зарядку.

Напряжение последовательно или параллельно соединяемых аккумуляторов должно быть одинаковым. Разница не должна превышать 50 мВ. Одинаковое напряжение снижает вероятность появления дисбаланса во время эксплуатации. Если напряжения отличаются более чем на 50 мВ (0,05 В), то перед соединением аккумуляторы необходимо зарядить по отдельности одним и тем же зарядным устройством, а затем вновь проверить состояние спустя несколько часов.

БМС BMS и балансиры. BMS (Battery Management System) система батарей и зарядка от внешнего зарядного устройства

Важным компонентом в литий-железо-фосфатном LiFePO4 аккумуляторе 12V является BMS плата. BMS плата LiFePO4 обеспечивает защиту аккумуляторной батареи от переразряда, во время эксплуатации, а во время зарядки аккумулятора, защиту от перезаряда и балансировку элементов, благодаря этому аккумуляторная батарея служит максимально долго, вырабатывая свой ресурс.

BMS – это электронное устройство, которые контролирует ток заряда и разряда батареи. Это устройство должно быть в батарейной системе и может быть с простой логикой работы или более сложной. Простая логика работы – отключение зарядки по достижению заданного напряжения (полного заряда), более сложная логика заключается в непрерывном контроле состояния батареи, напряжения в каждой ячейке, температуры, в том числе может записывать лог работы батареи. Сложная BMS система может отключать батарею по перегреву, перезарядке и подобным событиям. BMS система может иметь защиту от глубокого разряда батареи, которая блокирует заряд, при снижении напряжения ниже порогового (2,8В-3В на ячейку) – UVP (under voltage protection).

Генератор транспортного средства имеет классический профиль CV поэтому зарядка от генератора возможна до тех пор, пока батарея не будет глубоко разряжена и не сработает защита.

При зарядке LiFePo4 батареи с сработавшей защитой необходимо быть крайне осторожным и контролировать напряжение и температуру батареи на протяжении всего процесса зарядки, ведь по сути идет процесс восстановления глубоко разряженной и возможно уже неисправной LiFePo4 батареи.

Современные зарядные устройства для LiFePo4 батарей имеют функции разблокировки BMS системы (BMS reset), могут автоматически контролировать температуру батареи, снижать силу тока по мере необходимости и прекращать заряд, если батарея в процессе зарядки не подала признаков жизни, что делает процесс восстановления и зарядки абсолютно безопасным.

Особенностью БМС является то что он может отключать батарею в целях защиты при большом токе заряда или разряда. Существуют некоторые ограничения на исспользование бмс. Так в частности при использовании в солнечной энергетике там где не допустимо отключение аккумулятора от МППТ MPPT контроллеров. Как известно при солнечном свете на МППТ контроллеры заряда подается напряжение до 200 вольт. Отключение контроллера от аккумулятора чаще в отсутствии защиты на самом контроллере приведет к поломке контроллера.

В таких системах БМС не допустимо и ставится балансиры. Они могут беспрепятственно питать контроллеры но в этой системе также имеется слабое место. Инверторы и контроллеры не должны допускать полного разряда аккумулятора ниже 10 вольт. Такая защита всегда используется во всех инверторах и на всех современных контроллерах.

Заряд литиевых аккумуляторов при отрицательных температурах (ниже -10С) не допускается.

Аккумуляторы поставляются с БМС или балансирующей платой. Поэтому отдельно аккумуляторы покупаете на свой страх и риск.

Виды

LiFePO4 - лучший аккумулятор

В соответствии с международной классификацией шестью наиболее распространенными типами аккумуляторов являются:

• Литий-кобальтовый (на базе LiCoO2)
• Литий-марганцевый (на базе LiMn2O4 или “LMO”)
• Литий-никель-марганец-кобальтовый (на базе LiNiMnCoO2 или “NMC”)
• Литий-железно-фосфатный (на базе LiFePO4)
• Литий-никель-кобальт-алюминиевый (на базе LiNiCoAIO2)
• Литий-титанатный (на базе Li4Ti5O12)

Тип химии	Удельная энергия	Удельная мощность	Безопасность эксплуатации	Эксплуатационные х-ки	Срок службы
LiCoO2	наивысший	средний	средний	высокий	средний
LiMn2O4	высокий	высокий	высокий	средний	средний
LiNiMnCoO2	наивысший	высокий	высокий	высокий	высокий
LiFePO4	средний	наивысший	наивысший	высокий	наивысший
LiNiCoAIO2	наивысший	высокий	средний	высокий	высокий
Li4Ti5O12	средний	высокий	наивысший	наивысший	наивысший

ЧТО ЛУЧШЕ, Литий-ионные аккумуляторы включают элементы питания с разными типами химии: с содержанием кобальта, марганца, никеля, алюминия, оксида титана, фосфата железа. Самые распространенные типы Li-ion аккумуляторов – литий-кобальтовые, литий-марганцевые и литий-никель-марганец-кобальтовые (NMC). Достойную конкуренцию им составляют литий-железо-фосфатные элементы питания (LiFePO4).

Они также относятся к литиевым аккумуляторам, но из-за значительных отличий от остальных Li-ion элементов питания часто рассматриваются как отдельная категория. Сегодня мы сравним аккумуляторы LiFePO4 и Li-ion, сопоставим их преимущества и недостатки, дадим рекомендации по использованию в зависимости от поставленных задач и условий использования.

Особенности литий-ионных аккумуляторов Li-ion аккумуляторы содержат электроды, пористый сепаратор, электролит и контакты. Отрицательные пластины создаются из графита, электролит – обычно из смеси LiPF6 и карбоната. В роли катода применяются различные материалы: кобальтат лития (LiCoO2), литий-марганцевая или литий-кобальт-марганцевая шпинель (LiMn2O4, LiNiCoMnO2) и др. Технология производства Li-ion элементов постоянно совершенствуется, в результате чего повышается безопасность их эксплуатации, и улучшаются характеристики. Li-ion элементы питания имеют высокую удельную энергоемкость, что позволяет вмещать в АКБ меньших размеров и массы больше энергии.

Литий-ионные (Li-ion), литий-полимерные (Li-Poly, Li-Po) и литий-железо-фосфатные батареи (LiFePo4, LFP) современные легкие и мощные батареи для всех видов техники, но что нужно о них знать?

Первые два типа батарей в большей степени получили свое применение в аккумуляторах для телефонов, фотоаппаратов, радиоуправляемых игрушкек, в носимых источниках питания, таких как power banks. Часто их применяют в пусковых устройствах для стартерных аккумуляторных батарей в виду их дешевизны. Батареи данного типа не способны отдавать большой ток. Литий-железо-фосфатные или литий-ферум-фосфатные (LiFePo4) батареи нашли свое применение в источниках бесперебойного питания, так же их используют в мото и авто сегменте в качестве замены штатной стартерной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Такое применение в первую очередь связано с более высокой термической и химической стабильностью, возможность принимать и отдавать более высокий ток по сравнению с Li-Ion, Li-Po и свинцово-кислотными батареями. Рабочее напряжение LiFePo4 батарей имеет очень маленький диапазон, что приводит к практически постоянному напряжению разряда. Совокупность этих факторов делает LiFePo4 перспективной заменой обычных свинцово-кислотных батарей практически во всех возможных отраслях. Но пока цена является главным отталкивающим фактором. Типичное применение LiFePo4 батарей – тяговые батареи для электрических автомобилей, гольф-каров, электрических самокатов и велосипедов, стартерные аккумуляторные батареи для мотоциклов и автомобилей, а также применение в источниках бесперебойного питания / оборудовании требовательного к стабильности напряжения.

Li-Ion, Li-Poly (LiPo)

Рабочее напряжение Li-Ion, Li-Po — 3В-4,2В. Возможен разряд вплоть до 2,8В, но дальнейшее снижение напряжения ведет к необратимому повреждению батареи.

Номинальное напряжение Li-Ion, Li-Po – 3,6-3,7В.

Полностью заряженная Li-Ion, Li-Po батарея – 4,2В, полностью разряженная – 3В.

Группа из 3ех ячеек в сумме будет иметь напряжение — 10,8В — 11,1В, группа из 4ех ячеек – 14,4-14,8В

Срок годности таких батарей, как правило составляет – 1000 циклов согласно IEC стандарту или 3 года со дня изготовления.

LiFePo4

Рабочее напряжение LiFePo4 -3В-3,6В. Возможен разряд вплоть до 2,8В, но дальнейшее снижение напряжения ведет к необратимому повреждению батареи.

Номинальное напряжение LiFePo4 – 3,2-3,3В.

Полностью заряженная LiFePo4 батарея – 3,6В, полностью разряженная – 3В.

Группа из 4ех ячеек в сумме будет иметь напряжение — 12,8В — 13,2В

Срок годности таких батарей, как правило составляет – 2000 циклов согласно IEC стандарту или 5-7 лет со дня изготовления.

Типы Li-ionаккумуляторов В зависимости от используемого материала катода литиевые элементы бывают: Литий-марганцевые (LiMn2O4, LNO). Имеют меньшее внутреннее сопротивление, высокую мощность и умеренную емкость – 100–150 Вт·ч/кг. Стандартные токи заряда и разряда – до 1С, но есть модели с С-рейтингом зарядки до 3С и С-рейтингом разряда до 10С, а в импульсном режиме – до 50С. Ресурс – около 500 циклов. Применяются такие накопители в электроинструменте, силовых агрегатах, медицинском оборудовании. Литий-кобальтовые (LiCoO2, LCO). Имеют высокую энергоемкость (150–200 Вт·ч/кг), но уступают аналогам по термической стабильности и сроку службы (500–1000 циклов). Токи заряда и разряда для таких элементов не должны превышать 1С. Накопители энергии на основе кобальта встречаются все реже, но еще используются в мобильных телефонах, цифровых камерах, ноутбуках. Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (NMC, NCM). Обеспечивают высокую мощность и емкость – 150–220 Вт·ч/кг, выдерживают 1000–2000 циклов. Стандартные токи заряда и разряда – 1С. Используются в медицинском и промышленном оборудовании, электровелосипедах и других видах электротранспорта. Литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные (NCA). Отличаются высокой удельной энергоемкостью – 200–260 Вт·ч/кг. Имеют ресурс около 500 циклов, зарядные токи 0,7С и разрядные 1С. Обеспечивают автономное питание промышленного и медицинского оборудования, электрических силовых агрегатов и других устройств, требующих высокой емкости. Литий-железо-фосфатные (LFP, LiFePO4). Отличаются большим ресурсом (более 2000 циклов), термической и химической стабильностью, высокой безопасностью эксплуатации и малым внутренним сопротивлением. Их удельная энергоемкость составляет 90–120 Вт·ч/кг, ток зарядки – 1С, ток разрядки – до 25С. Используются такие элементы питания в устройствах, для которых важна выносливость аккумов, способность работать на морозе и выдерживать высокие токи нагрузки. Литий-титанатные (LiTi). Отличаются низким номинальным напряжением (2,4 В) и удельной энергоемкостью 70–80 Вт·ч/кг, но быстро заряжаются, имеют широкий температурный диапазон и ресурс 3000–7000 циклов. Номинальные токи зарядки 1С, максимум – 5С. Допустимые разрядные токи – 10С, а при импульсной подзарядке – 30С. Литий-титанатные элементы считаются самыми безопасными. Используются они в уличном освещении, ИБП, электротранспорте

Преимущества

LiFePO4 аккумуляторы обладают широким перечнем преимуществ и отличительных особенностей, в числе которых:

Легкий вес и компактные габариты.

Высокая токоотдача.

Полностью отсутствует эффект памяти. Устойчивость к длительному нахождению в разряженном состоянии, устойчивость к периодическим недозарядам.

Долговечный срок службы.

Возможность эксплуатации при температуре от -20℃ до +60℃.

Высокая безопасность – стабильность по термическим и химическим характеристикам.

При повреждении аккумулятора не происходит воспламенения или взрыва.

Низкий саморазряд. Показатель саморазряда – 3-4% в месяц

Безупречная эксплуатация зимой.

Не требует обслуживания на протяжении всего срока службы.

Батарея не воспламеняется и не содержит токсичных веществ.

При жесткой эксплуатации аккумулятор выдерживает 2000 циклов заряд/разряда до потери 20% ёмкости, а при щадящем режиме – до 8000 циклов. При использовании в качестве резервного источника питания срок службы составляет до 30 лет.

Быстрый заряд батареи (ускоренный до 90% за 40 минут, стандартный - около 2 часов). Литиевые аккумуляторы можно заряжать током 0.5С тогда как кислотные не более 0.1С.

Самое высокое КПД среди АКБ (94% против 80% у свинцовых и 50% у щелочных)

НЕДОСТАТКИ

Представить современную жизнь без литиевых аккумуляторов невозможно, они окружают нас везде - смартфоны, носимая электроника, аккумуляторные электроинструменты, электротранспорт, различные погрузчики, поломоечные машины и т.д. и т.п. Во многих сферах использование именно литиевых аккумуляторов является наилучшим решением, поскольку по таким параметрам как удельная энергоемкость и количество циклов заряда-разряда они являются лидерами, и ушли далеко вперед по сравнению со своими свинцовыми, NiCd и NiMH собратьями. Рассматривать все плюсы и минусы "лития" сегодня мы не будем, а сосредоточимся на одном весьма серьезном недостатке - пожароопасность. Действительно, одной из самых главных проблем Li-ion аккумуляторов является вероятность возгорания, ведь в таком случае может пострадать не только устройство, в котором находилась батарея, но и все его окружающие пространство. Мы постараемся разобраться во всех аспектах пожароопасности литиевых аккумуляторов и ответить на следующие вопросы: типы химии литиевых аккумуляторов. Насколько подвержены возгоранию те или иные виды аккумуляторов? из-за чего может загореться аккумулятор? техника безопасности. Что необходимо для безопасной эксплуатации аккумуляторов? что делать в случае возникновения экстренной ситуации? Пожароопасность различных типов литиевых аккумуляторов Многие слышали, что аккумуляторы могут загореться, но далеко не все задавались вопросом - а все ли аккумуляторы одинаково пожароопасны?

Основные причины возгорания - это перегрев или механические повреждения.+ Если повреждение аккумулятора достаточно сильное, то возгорание может произойти моментально. Что касается перегрева, он может быть вызван несколькими факторами: внешнее тепловое воздействие; короткое замыкание; перезаряд; использование аккумулятора при токах, выше допустимых. Если элемент нагревается до 80-90°C, может запустится химическая реакция, которая продолжит его нагревать, при достижении температуры 180-200°C происходит самовозгорание с дальнейшим повышением температуры вплоть до 900°С Стоит отметить, что, во многих Li-ion аккумуляторах установлен защитный клапан. Это устройство, которое сбрасывает избыточное давление из элемента в случае его перегрева, а так же размыкает электрическую цепь в районе его плюсового контакта. Благодаря защитному клапану во многих экстренных ситуациях удается избежать возгорания и взрыва Меры предосторожности.

В первую очередь, конечно же, стоит позаботиться о качестве продукта, который вы хотите использовать, будь то ячейки, или готовые аккумуляторные батареи. Стоит использовать товар только от надежных производителей, ведь заказывая аккумуляторы и АКБ у сомнительных поставщиков, есть риск получить не только несоответствие заявленным характеристикам, но и неприятности в виде пожара. Так, например, были случаи, когда особо некачественные аккумуляторы загорались сами по себе во время зарядки, даже если все условия эксплуатации были соблюдены.+ Для безопасной работы аккумуляторов необходимо соблюдать следующие условия: Не допускать перезаряда и переразряда аккумуляторов. Следить, что бы температура аккумуляторов не поднималась выше 60°C. Не использовать аккумуляторы, которые были подвергнуты механическим повреждениям, даже если на первый взгляд с ними ничего не произошло. Не оставлять аккумуляторы в разряженном состоянии, это может привести не только к их деградации, но и к повышению внутреннего сопротивления, что в свою очередь вызовет больший нагрев. У аккумуляторных батарей обязательно должна быть установлена плата BMS, исключением являются только те случаи, когда устройством предусмотрено отсутствие BMS в АКБ, например - моноколесо. Не заряжать аккумуляторы при отрицательной температуре. Соблюдение этих правил сведет к минимуму все риски, связанные с использованием литиевых аккумуляторов

Действия в экстренной ситуации В случае если произошло возгорание Li-ion или Li-pol АКБ следует помнить, что это химическое горение, т.е. порошковые и углекислотные огнетушители будут неэффективны, в такой ситуации необходимо как можно быстрее залить его водой, это снизит температуру, и остановит реакцию. В случае если воды не оказалось под рукой, то самым правильным решением будет убедиться в отсутствии горючих предметов рядом с аккумулятором, и дать ему выгореть, отойдя на безопасное расстояние. Последствия самовозгорания батареи. Стоит отметить, что литиевые аккумуляторы продолжают совершенствоваться, с каждым годом производители стараются делать их не только более емкими, но и более безопасными (защитные клапаны, встроенные платы защиты). В общем и целом, при соблюдении простых правил, литиевые аккумуляторы являются надежным и безопасным источником хранения энергии с массой преимуществ

Сферы применения LiFePO4 аккумуляторов

• Для электротранспорта; для питания электромоторов велосипедов, скутеров, мопедов, мотоциклов, электромобилей, квадроциклов и других транспортных средств на электротяге;
• Для складского оборудования; для оснащения электрических подъемников, пылесосов, штабелеров, погрузчиков, ричтраков, поломоечных машин, гольфкаров, газонокосилок и другой техники;
• Для солнечных и ветряных электростанций; в качестве буферных накопителей энергии в системах альтернативной электроэнергии – при автономном электроснабжении с применением солнечных батарей и ветрогенераторов;

Для уборочной техники;

Для источников резервного питания;

Для источников бесперебойного питания;

Для медицинского оборудования;

Для судоходства и рыболовства; в качестве АКБ для катеров, лодок и других видов водного транспорта, оснащенных электромоторами

В различных областях, где необходим надежный и долговечный аккумулятор. для комплектации гибридных генераторов, метеостанций, игрового оборудования и других приборов

Сравнение кислотных и LIFEPO4 (LFP) аккумуляторов.

"Обычные", автомобильные аккумуляторы для систем резервного и альтернативного энергоснабжения подходят плохо и служат недолго. Конструктивно их пластины предназначены для отдачи высокой силы тока в течение короткого времени - для пуска двигателя автомобиля, после чего наступает режим заряда аккумулятора от генератора. А в системах альтернативного или резервного энергоснабжения требуется длительный разряд с силой тока, гораздо ниже, чем при запуске двигателя. Как правило, в системах резервного и альтернативного энергоснабжения используются три основных типа аккумуляторов - AGM (Absorptive Glass Mat), гелевые (не "гелиевые") и специализированные наливные.

Все производители аккумуляторов указывают довольно длительные сроки их эксплуатации, до 10 лет, но не стоит им слепо доверять. Такие сроки берутся исходя из идеальных условий - постоянная температура +25С, разряд не более чем на 10% от емкости, и т.д.

Кроме того существенным минусом кислотных аккумуляторов являются необходимость поддержки рабочей температуры, если разряжен срочно заряжать и поменьше нагружать. На самом деле срок службы очень зависит от условий эксплуатации - количества циклов глубокого разряда, корректности установки напряжения и тока заряда, окружающей температуры и т. д. Тем самым указываемая производителем 10 лет эксплуатации подходит в качестве аккумуляторов для ИБП. Когда аккумуляторы работают только в экстренных случаях (редко) и защита ИБП отключает аккумуляторы при 12 вольте. Несмотря на то, что, производители допускают разрядку до 10,5 вольта такой разряд ведет к существенной деградации АКБ. Тем самым заявленная 10 лет может составить всего 1 год на самом лучшем современном АКБ. Также указанный срок существенно сокращает зарядный ток. Если не принимать во внимание умную зарядку встроенную в ИБП во всех остальных системах такие как солнечная энергетика зарядный ток абсолютно не предсказуем. С учетом того, что такие системы строятся с желанием накоплением максимального тока и учитывая, что панели вырабатывают максимальный ток при 90 градусном прямом попадании солнечных лучей и такой ток возможен в течение нескольких минут полудня и всего года от 21 декабря до 21 июня (угол солнца в отношении горизонта) ставить ограничители тока просто не рационально. Также системы с большими зарядными токами и автоматическая система подключения нагрузок может быть крайне ненадежной. Тем самым зарядный ток 1/10 или 0.1С (зарядный ток от номинального Ач) всех кислотных аккумуляторов очень мал при проектировании таких систем и ведет к большому количеству аккумуляторов. Литиевые же аккумуляторы могут «поглощать» токи до 1С (чаще 0.5С) что позволяет не беспокоиться и химических реакциях внутри литиевых аккумуляторов и забыть про них.

LiFePo4-аккумуляторы имеют серьезные преимущества: - глубина разряда может достигать 80% от емкости в течение всего срока эксплуатации, без отрицательных последствий (у свинцово-кислотных аккумуляторов этот показатель составляет 20%); - более высокий ток заряда позволяет гораздо быстрее заряжать разряженные аккумуляторы. Например, аккумуляторы разрядились за ночь, и могут быть заряжены от солнечных батарей в течение более короткого времени (у свинцово-кислотных аккумуляторов максимальный тока заряда 0,1-0,3С, то есть с силой тока 10-30% от номинальной емкости). LiFePo4-аккумуляторы можно заряжать с током до 0,5-1С (с силой тока 50-100% от номинальной емкости, то есть за 1-2 часа). -меньший вес. Свинцово-кислотный аккумулятор на 200 Ач весит более 60 кг, LiFePo4 - всего 20. Можно экономить на массивных стеллажах.

Попробуем рассчитать доступную емкость у банка аккумуляторов на 400 Ач 12 вольт (2 аккумулятора по 200 Ач): - у банка свинцово-кислотных аккумуляторов доступная емкость (допустимый 20% (если рассчитываете использовать 5-6 лет) разряд от 400ач) - 80 Ач; - у банка LiFePo4 - аккумуляторов (допустимый 80% разряд) - 320 Ач, то есть в три раза больше! Из этого следует, что в одних и тех же условиях потребуется один LiFePo4-аккумулятор, вместо трёх свинцово-кислотных.

Сравнение по цене. Цены на литиевые аккумуляторы из года в год снижаются, а также открываются новые заводы по производству литиевых аккумуляторов. Например, в Алматы на февраль 2021 года 100ач 12в GEL гелевые аккумуляторы DELTA, SVC, VARTA стоят от 80 – 120 тысяч тенге. LIFEPO4 аккумуляторы которые мы предлагаем от 102 000 тенге (60$ x 4 штуки). Поэтому на сегодняшний день доводы о том, что литиевые аккумуляторы очень дороги потеряло свою актуальность.

Вопросы и ответы

Можно ли использовать литиевые аккумуляторы параллельно с кислотными?

Как мы знаем все кислотные аккумуляторы лучше себя чувствуют при полном заряде и служат долго, Литиевые же аккумуляторы лучше себя чувствуют при полном разряде и служат долго. Для этого необходимо подобрать аккумуляторы с одинаковым (или почти одинаковым) реальным напряжением покоя. Напряжение покоя — это то напряжение, к которому падает напряжение аккумулятора после прекращения зарядки + 1-2 часа. Обычно для новых AGM, GEL аккумуляторов составляет 12.8 вольт. В литиевых такое напряжение также в пределах 12.8 – 13.2 вольта. В случае дисбаланса токов покоя происходит так называемая «кража» заряда литиевых аккумуляторов кислотными. В частности, в солнечных системах такое бывает очень часто и с очень старыми аккумуляторами. Если принять во внимание данный казус такие гибридные системы имеют право существовать и обоснованы. Так в утреннее время, когда система начинает получать токи первым большую часть тока начинает получать кислотные аккумуляторы и при достижении 12.8 вольт начинает активно заряжаться литиевые аккумуляторы. При разряде происходит тоже самое наоборот. Первым заряд отдает литиевый аккумулятор и после него начинает отдавать кислотный. В данной схеме как Вы заметили кислотный аккумулятор постоянно стремиться иметь полный заряд, а литиевый полное разряженное состояние. В случае очень старых аккумуляторов утечка заряда может быть очень большой и использовать параллельно литиевые и кислотные аккумуляторы не рационально и вредит литиевым аккумуляторам. Мы так предполагаем заряд уходит на происходящие химические реакции в кислотных аккумуляторах и их нагрев и незначительная эмиссия.

Как заряжать?

LiFePO4 аккумуляторы заряжают постоянным током, постоянным напряжением либо комбинацией этих двух методов. При двухступенчатой зарядке напряжение сначала повышают постоянным током до 14,4-14,6 Вольт, а затем при постоянном напряжении происходит насыщение аккумулятора. Один этап зарядки позволяет аккумулятору набрать примерно 90- 95% емкости, два — 100%.

Рекомендуемый режим заряда аккумуляторов – двухступенчатый:

1) заряд при постоянном токе Iо = 0,2С до достижения напряжения 3,65 В;

2) заряд при постоянном напряжении U = 3,65 В до снижения тока заряда до величины I = 0,02 С при температуре плюс (20±5) ℃.

Помимо этого, профиль зарядного устройства должен быть CC/CV (Constant Current/Constant Voltage): заряд постоянным током, а затем при постоянном напряжении, ток снижается. Импульсы тока, повышение напряжения до 16В и выше для LiFePo4 батарей не допустимы. Применение десульфатирующих зарядных устройств запрещено.

Значение 0.5С означает 50% (половина) от номинального тока аккумулятора. 100 амперный литиевый аккумулятор можно заряжать током до 50 ампер. 300 амперный можно заряжать током до 150 ампер.

Если LiFePO4 аккумулятор разряжен не полностью, заряжать его после каждого использования не обязательно. Сульфатации, из-за которой уменьшается емкость частично заряженного свинцово-кислотного аккумулятора, у литий-железо-фосфатных батарей не бывает. Однако если система управления отсоединяет аккумулятор от нагрузки из-за низкого напряжения, лучше зарядить его немедленно.

LiFePO4 аккумуляторы заряжают при температуре от 0 до 40 С. Некоторые, но не все, безопасно заряжать при температурах ниже 0 С. При отрицательной температуре зарядный ток уменьшают до 0,05-0,1С (5-10% от емкости аккумулятора)

Не все зарядки от кислотных аккумуляторов подходят для заряда литиевых АКБ. В умных зарядках для кислотных аккумуляторов используют несколько стадии BULK, FLOAT, ABSORB.

BULK – происходит зарядка до 90-100% от номинального напряжения 14.6 вольт. Максимальным зарядным током 1/10 наминала.

ABSORB – происходит поддержание максимального напряжение и ограничивается ток. Данный этап происходит некоторое не продолжительное время.

FLOAT – напряжение понижается до 13.6 вольт и остается на этом уровне все оставшееся время во избежание излишнего газообразования и нагрева.

Как видно из этой процедуры стадия ABSORB и FLOAT абсолютно не нужна для литиевого аккумулятора. Поэтому умные зарядки которые применяют стадию FLOAT необходимо отключить или использовать другую зарядку.

Как разряжать литиевые аккумуляторы

Как написано ранее литиевые аккумуляторы также имеют напряжение покоя (после отключения зарядки +1-2 часа) как видно на картинке ниже он составляет 13,2-12,8 вольт. Многие начинающие пользователи иногда задаются куда улетучивается накопленная энергия ведь было 15 вольт. Но такова сама суть и природа всех аккумуляторов. В кислотных аккумуляторах падения напряжение связано и растянута по времени и можно контролировать (увидеть) когда закончиться энергия. Литиевые работают немного по другому. Как видно на картинке ниже. Промежуток между 13.0-12.5 вольта содержит 80% энергии АКБ. Практически напряжение на клеммах аккумулятора остается неизменным. Далее следует резкое падение заряда. Данная особенность делает сложным расчет остатка заряда, но позволяет получать стабильное напряжение.

Красная линия кислотного аккумулятора
Синяя линия литиевого.

Характерная кривая разряда LiFePO4 элементов имеет значительный участок с очень медленным изменением напряжения. К тому же, она имеет гистерезис. Эти особенности усложняют точный замер уровня заряда ячеек (SOC). Решить проблемы с точностью измерений уровня заряда позволяет алгоритм, базирующийся на оценке напряжения с применением способа интегрирования токов.

Данная особенность требует обратить внимание глубину разряда в системах, где существует неотключаемая нагрузка. Например, в солнечных системах, где установлен порог отключения для кислотных АКБ в 12 вольт необходимо повысить порог отключения в зависимости от нагрузки и времени работы. Иначе глубокий разряд может привести к необратимым последствиям. Как видно на схемах, приведенных выше после 12.2 вольта накопленной энергии, остается совсем мало и дальнейший разряд АКБ практический никакой пользы не принесет. Практический во всех инверторах порог отключения инвертора от АКБ составляет 10.5 вольт и чаще не регулируется. Такой разряд допускается для литиевых аккумуляторов но такое экстремальное разряжение ничего хорошего в себе не несет и может значительно сократить срок службы.

ВАТТЫ, АМПЕРЫ, КИЛОВАТЫ, АМПЕР ЧАСЫ что это такое?

Часто люди путаются сколько энергии может выдать один аккумулятор. Например каждый месяц квартплата приходит за киловатт часы. Потребители смотрят на счетчик и оплачивают. Что эти цифры вообще означают? Киловатт/часы (кВч) означают полученную энергию рассчитывается по формуле вольт умноженный на амперы деленная на часы. Для наглядного объяснения можно представить электричество в проводах как вода в трубе то вольт скорость воды, амперы это количество воды, ваты это количество литров. Теперь 220 вольт и 1 ампер равно 220 ваттам энергии если получать ее в течение 1 часа получится 220 ВАТТ часов (0.22кВт) или условно говоря 220 литров воды. Также такая же энергия может быть получена если потреблять 12 вольт и 27,5 ампер (220 ватт). Такое представления также объясняет почему в аккумуляторах используют очень толстые провода (трубы) и почему к инвертору подключаются толстые провода от аккумулятора и на выходе тонкие провода с 220 вольтами. Инвертор как бы служит «ускорителем» напряжения (воды). С 12 вольт повышает до 220 вольт. Не везде потребители находятся рядом с аккумуляторами и не все потребители энергии рассчитаны на 12 вольт. Поэтому приходится преобразовывать энергию и передавать на расстояния. Примерно то же самое мы делаем когда зажимаем конец шланга когда поливаем огород или кэшером моем машину. Количество воды остается неизменным но за счет увеличения скорости воды (через узкую щель) мы получаем тонкую струю «интересного» потока.

Как теперь это соотноситься с аккумуляторами. Представим обычный аккумулятор 12 вольт 100 ампер/часов. Это означает что данный аккумулятор может выдать 12 вольт и 1 ампер в течение 100 часов. (или 100 ампер в течение 1 часа условно такой разрядный ток уменьшает емкость). Сколько это в Ваттах. Так как ранее считали 12в * 1 ампер = 12 ватт * 100 = 1200 ватт или 1.2кВт. (Например 1200 литров воды). Лампочка накаливания 100 ватт и 12 вольт будет гореть 1200 / 120 ватт = 10 часов.

Последовательное и параллельное соединение: При параллельном соединении (плюс к плюсу минус к минусу) двух аккумуляторов увеличивается ток (Амперы) Вы получите 12 вольт и 200 ампер часов. (т.е. 2400 литров воды)

При последовательном соединении (один плюс соединяется к минусу второго) Вы получите аккумулятор 24 вольта и 100 ампер часов. (Также 2400 литров воды). Для чего это нужно? Для уменьшения сечения проводов и потерь в проводах. Также как и труба оказывает сопротивление течению воды в трубе также и провод оказывает сопротивление ТЕЧЕНИЮ ТОКА!!! Любой конец любого провода без нагрузки будет показывать такое же напряжение, как и на входе. Как только начнете забирать энергию будет перепад напряжения. В настоящие время есть высоковольтные линии способные передать до 1 миллиона вольт. Если через него пропускать ток 1 ампер возможно передать 1 мегаватт энергии. Для передачи такой же энергии напряжением 220 вольт потребуется увеличить сечение провода в 4500 (1 000 000/220)раз. Такой вес не смогут поднять столбы и будет очень дорого.

24 вольтовая система позволяет в 2 раза уменьшить сечение проводов по сравнению с 12 вольтной системой и 48 вольтная в 4 раза. Еще одим плюсом повышения напряжения солнечной системы является уменьшение расходов на контроллеры (например один и тот же контроллер который может работать как с 12/24/48вольт на 10 ампер могут пропускать только 120 ватт и 480 ватт при 48 вольтной системе

Гарантии

Внимание! Гарантия на любые типы аккумуляторов распространяется только на случаи внутреннего обрыва или внутреннего замыкания. Потеря емкости аккумулятора (или её уменьшение) не является гарантийным случаем, т.к. всегда вызвана внешними причинами, или очень частыми разрядами или очень глубоким разрядом в ноль, или нарушением правил эксплуатации (недозаряд или перезаряд, оставление в разряженном состоянии более суток, перегрев в результате плохой затяжки клеммных болтов, перегрев или заморозка.

Производитель оставляет за собой право изменять форм-фактор и внешний вид производимой продукции без уведомления покупателя, если иное не оговорено перед заказом.