Mūsdienu tirgus ir pārpildīts ar dažādām elektroniskām iekārtām. To darbībai tiek izstrādāti arvien progresīvāki barošanas avoti. Starp tiem īpašu vietu ieņem litija dzelzs fosfāta baterijas. Tie ir droši, tiem ir augsta elektriskā jauda, praktiski neizdala toksīnus un ir izturīgi. Varbūt šīs baterijas drīz izspiedīs savus “brāļus” no ierīcēm.
Saturs
Kas ir litija dzelzs fosfāta akumulators
LiFePo4 akumulatori ir augstas kvalitātes un uzticami barošanas avoti ar augstu veiktspēju. Viņi aktīvi nomaina ne tikai novecojušos svina-skābes akumulatorus, bet arī modernos Li-ion akumulatorus. Mūsdienās šīs baterijas ir sastopamas ne tikai rūpnieciskajās iekārtās, bet arī sadzīves ierīcēs – no viedtālruņiem līdz elektriskajiem velosipēdiem.
LFP akumulatorus izstrādāja Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts 2003. gadā. To pamatā ir uzlabota Li-ion tehnoloģija ar modificētu ķīmisko sastāvu: anodam tiek izmantots litija ferofosfāts, nevis litija kobaltāts. Baterijas ir kļuvušas plaši izplatītas, pateicoties tādiem uzņēmumiem kā Motorola un Qualcomm.
Kā tiek ražotas LiFePo4 baterijas
Galvenās sastāvdaļas LiFePo4 akumulatoru ražošanai tiek piegādātas rūpnīcai tumši pelēka pulvera veidā ar metālisku spīdumu. Anodu un katodu ražošanas shēma ir vienāda, taču maisīšanas komponentu nepieļaujamības dēļ visas tehnoloģiskās darbības tiek veiktas dažādās darbnīcās. Visa ražošana ir sadalīta vairākos posmos.
Pirmais solis. Elektrodu izgatavošana. Lai to izdarītu, gatavo ķīmisko sastāvu no abām pusēm pārklāj ar metāla foliju (parasti alumīniju katodam un varu anodam). Folija ir iepriekš apstrādāta ar suspensiju, lai tā varētu darboties kā strāvas uztvērējs un vadošs elements. Gatavos elementus sagriež plānās sloksnēs un vairākas reizes salocē, veidojot kvadrātveida šūnas.
Otrais solis. Tieša akumulatora montāža. Katodi un anodi šūnu veidā tiek novietoti abās pusēs no poraina materiāla izgatavotam separatoram un cieši piestiprināti pie tā. Iegūtais bloks tiek ievietots plastmasas traukā, piepildīts ar elektrolītu un noslēgts.
Pēdējais posms. Akumulatora uzlādes/izlādes kontrole. Uzlāde tiek veikta, pakāpeniski palielinot elektriskās strāvas spriegumu, lai liela siltuma daudzuma izdalīšanās dēļ nenotiktu sprādziens vai aizdegšanās. Lai izlādētos, akumulators ir savienots ar jaudīgu patērētāju. Ja novirzes netiek konstatētas, gatavie elementi tiek nosūtīti klientam.
Litija dzelzs fosfāta akumulatora darbības princips un dizains
LFP baterijas sastāv no elektrodiem, kas abās pusēs ir cieši nospiesti pret porainu separatoru. Lai ierīces darbinātu, gan katods, gan anods ir savienoti ar strāvas kolektoriem. Visas sastāvdaļas ir ievietotas plastmasas korpusā un piepildītas ar elektrolītu. Uz korpusa ir uzlikts kontrolieris, kas regulē strāvas padevi uzlādes laikā.
LiFePo4 akumulatoru darbības princips ir balstīts uz litija ferofosfāta un oglekļa mijiedarbību. Pati reakcija notiek pēc formulas:
LiFePO 4 + 6C → Li 1-x FePO 4 + LiC 6
Akumulatora uzlādes nesējs ir pozitīvi uzlādēts litija jons. Tam ir spēja iekļūt citu materiālu kristāliskajā režģī, veidojot ķīmiskās saites.
LiFePo4 akumulatoru tehniskie parametri
Neatkarīgi no ražotāja visām LFP šūnām ir vienādas tehniskās īpašības:
- maksimālais spriegums – 3,65 V;
- spriegums viduspunktā – 3,3 V;
- spriegums pilnībā izlādētā stāvoklī – 2,0 V;
- nominālais darba spriegums – 3,0-3,3 V;
- minimālais spriegums zem slodzes – 2,8 V;
- izturība - no 2 līdz 7 tūkstošiem uzlādes/izlādes ciklu;
- pašizlāde 15-18 C temperatūrā – līdz 5% gadā.
Iesniegtie tehniskie parametri attiecas tieši uz LiFePo4 šūnām. Atkarībā no tā, cik daudz no tiem ir apvienoti ar vienu akumulatoru, akumulatoru parametri mainīsies.
Pašmāju kopijām ir šādas īpašības:
- jauda – līdz 2000 Ah;
- spriegums – 12v, 24v, 36v un 48v;
- ar darba temperatūru diapazonu - no -30 līdz +60 С о;
- ar uzlādes strāvu - no 4 līdz 30A.
Visas baterijas, uzglabājot 15 gadus, nezaudē savu kvalitāti, tām ir stabils spriegums un tām raksturīga zema toksicitāte.
Kādi ir LiFePo4 akumulatoru veidi?
Atšķirībā no mums ierastajām baterijām, kuras apzīmētas ar simboliem AA vai AAA, litija dzelzs fosfāta elementiem ir pavisam cits formas faktora marķējums – to izmēri ir šifrēti ar 5 ciparu skaitli. Visi no tiem ir parādīti tabulā.
| Standarta izmērs | Izmēri, DxL (mm) |
|---|---|
| 14430 | 14x43 |
| 14505 | 14 x 50 |
| 17335 | 17x33 |
| 18500 | 18x50 |
| 18650 | 18x65 |
| 26650 | 26x65 |
| 32600 | 32x60 |
| 32900 | 32x90 |
| 38120 | 38 x 120 |
| 40160 | 40 x 160 |
| 42120 | 42x120 |
Pat ja priekšā nav galda ar marķējumu, jūs varat viegli orientēties akumulatora izmēros. Pirmie divi koda cipari norāda diametru, pārējie norāda barošanas avota garumu (mm). Skaitlis 5 dažu standarta izmēru beigās atbilst pusmilimetram.
Litija dzelzs fosfāta akumulators: plusi un mīnusi
LFP akumulatoru pamatā ir Li-ion tehnoloģija, kas ļauj tiem absorbēt visas šo barošanas avotu priekšrocības un vienlaikus atbrīvoties no tiem raksturīgajiem trūkumiem.
Starp galvenajām priekšrocībām ir:
- Izturība – līdz 7000 cikliem.
- Augsta uzlādes strāva, kas samazina enerģijas papildināšanas laiku.
- Stabils darba spriegums, kas nekrītas, līdz uzlāde nav pilnībā izlādējusies.
- Augsts maksimālais spriegums - 3,65 volti.
- Augsta nominālā jauda.
- Viegls svars - līdz vairākiem kilogramiem.
- Zems vides piesārņojuma līmenis likvidēšanas laikā.
- Salizturība – iespējams strādāt temperatūrā no -30 līdz +60C.
Bet baterijām ir arī trūkumi. Pirmais no tiem ir augstās izmaksas. 20 Ah elementa cena var sasniegt 35 tūkstošus rubļu. Otrais un pēdējais trūkums ir grūtības manuāli montēt akumulatoru, atšķirībā no litija jonu elementiem. Citi acīmredzami šo enerģijas avotu trūkumi vēl nav identificēti.
Lādētāji un kā uzlādēt LiFePo4
LiFePo4 akumulatoru lādētāji praktiski neatšķiras no parastajiem invertoriem. Jo īpaši jūs varat ierakstīt lielu izejas strāvu - līdz 30A, ko izmanto, lai ātri uzlādētu elementus.
Ja iegādājaties gatavu akumulatoru komplektu, jums nevajadzētu rasties grūtībām to uzlādēt. To konstrukcijā ir iebūvēta elektroniskā vadība, kas pasargā visas šūnas no pilnīgas izlādes un pārsātinājuma ar elektrību. Dārgās sistēmās tiek izmantots balansēšanas dēlis, kas vienmērīgi sadala enerģiju starp visām ierīces šūnām.
Ja izmantojat trešo pušu lādētājus, uzlādes laikā ir svarīgi nepārsniegt ieteicamo strāvas stiprumu. Tas samazinās akumulatora darbības laiku vairākas reizes vienā uzlādes reizē. Ja akumulators uzkarst vai uzbriest, strāvas stiprums pārsniedz pieļaujamās vērtības.
Kur tiek izmantotas LiFePo4 baterijas?
LFP akumulatoriem ir liela nozīme nozarē. Tos izmanto, lai uzturētu ierīču funkcionalitāti meteoroloģiskās stacijās un slimnīcās. Tie tiek ieviesti arī kā buferis vēja stacijās un tiek izmantoti, lai uzglabātu enerģiju no saules paneļiem.
Mūsdienu automašīnās ierasto svina-skābes elementu vietā sāk izmantot 12v akumulatorus. LiFePo4 konstrukcijas tiek uzstādītas kā galvenais barošanas avots elektriskajiem velosipēdiem un kvadracikliem, kā arī motorlaivām.
To nozīme ikdienas dzīvē ir plaši izplatīta. Tie ir iebūvēti tālruņos, planšetdatoros un pat skrūvgriežos. Tomēr šādas ierīces cenas ziņā ievērojami atšķiras no tehnoloģiski mazāk attīstītajām ierīcēm. Tāpēc joprojām ir grūti tos atrast tirgū.
LiFePo4 uzglabāšanas, ekspluatācijas un iznīcināšanas noteikumi
Pirms nosūtāt LFP akumulatoru ilgstošai uzglabāšanai, nepieciešams to uzlādēt līdz 40-60% un uzturēt šo uzlādes līmeni visu uzglabāšanas laiku. Akumulators jāglabā sausā vietā, kur temperatūra nenoslīd zem istabas temperatūras.
Ekspluatācijas laikā ir jāievēro ražotāja prasības. Ir svarīgi novērst akumulatora pārkaršanu. Ja pamanāt, ka darbības vai uzlādes laikā akumulators uzkarst nevienmērīgi, jāsazinās ar remonta centru – iespējams, kāda no šūnām ir sabojājusies, vai arī vadības blokā vai līdzsvara panelī ir kļūme. Tas pats jādara, ja parādās pietūkums.
Lai pareizi atbrīvotos no akumulatora, kura resursi ir pilnībā iztērēti, jums jāsazinās ar organizācijām, kas specializējas šajā jomā. Tā tu ne tikai rīkosies kā apzinīgs pilsonis, bet arī varēsi ar to pelnīt. Tomēr, ja jūs vienkārši nosūtīsit akumulatoru uz poligonu, tad nekas slikts nenotiks.
Jūs arī varētu interesēt
Miniatūras pogas formas baterijas tiek izmantotas daudzās ierīcēs. Dažādu ražotāju produkti var atšķirties
Jebkuras automašīnas dzinēja iedarbināšanas uzticamība lielā mērā ir atkarīga no izmantotā akumulatora kvalitātes. Viņam vajag
Katrai automašīnai ir svarīgi izvēlēties pareizo akumulatoru. Tas ievērojami pagarinās kalpošanas laiku
Nozares maksimālais uzlādes-izlādes ciklu skaits, uz pusi mazāka jauda, lai sasniegtu tādus pašus elektriskos raksturlielumus salīdzinājumā ar svina skābi, ātra uzlāde ar lielu strāvu un stabilu izlādes spriegumu, iespēja automātiski kontrolēt parametrus - tās ir priekšrocības litija dzelzs fosfāta baterijas. Plašs šo produktu klāsts, ko ražo uzņēmums EEMB, ko izmanto barošanas sistēmās mobilo sakaru bāzes stacijām un automātiskajām laikapstākļu stacijām, saules enerģijas sistēmām, avārijas elektroapgādes sistēmas, elektroapgāde rūpnieciskajām elektriskajām piedziņām un elektriskajam transportam.
Pēdējos gados jautājums par mobilo enerģijas avotu uzlabošanu nekad nav bijis tik aktuāls. Tikai pirms 10-15 gadiem tas nebija tik akūti. Bet labākais ir labā ienaidnieks, un, pieaugot pilsētnieka mobilitātei, t.i. Pārejot no galddatora uz klēpjdatoru, no vienkārša mobilā tālruņa uz viedtālruni, pieprasījums pēc mobilajiem enerģijas avotiem ir strauji palielinājies.
Līdz ar plaša patēriņa elektronikas miniaturizāciju elektronikas dizaineriem ir jāievēro tendence samazināt barošanas bloku izmērus, vienlaikus palielinot to jaudu. Tomēr rodas jautājums par ne tikai akumulatora jaudas, bet arī to uzlādes ātruma un izturības maiņu. Galu galā, ja akumulators gandrīz acumirklī atjauno uzlādi, tad vairs nav tik kritiski svarīgi, cik stundas ierīce var strādāt bez uzlādēšanas.
Akumulatora ietilpība, kā arī tā spēja atkārtoti uzlādēt vairākas reizes, ir svarīga arī:
- autonomas ierīces, kas paredzētas ilgstošai darbībai bez apkopes - meteoroloģiskās stacijas, mērīšanas stacijas, augsnes stacijas;
- alternatīvās enerģijas sistēmas - saules un vēja ģeneratori;
- elektrotransports – hibrīdauto, autokrāvēji, elektromobiļi.
Gandrīz visos iepriekšminētajos gadījumos akumulatori tiek darbināti apstākļos, kas ir tālu no ideāliem: zemā temperatūrā, neoptimāliem vai nepilnīgiem uzlādes cikliem un liela dziļas izlādes iespējamība.
Starp mūsdienu akumulatoriem īpašu vietu ieņem litija baterijas. Litijam ir milzīgs enerģijas uzkrāšanas resurss, tāpēc litija jonu akumulatoru izmantošana kā enerģijas uzkrāšanas ierīces saules elektrostacijām un citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem ir visrentablākā salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem vai cita veida akumulatoriem. Īpašu vietu starp akumulatoriem, kuru pamatā ir litija joni, ieņem litija dzelzs fosfāta akumulatori (LiFePO4).
Pirmo reizi LiFePO4 kā katodu litija jonu akumulatoram 1996. gadā izmantoja profesors Džons Gudena no Teksasas universitātes. Šis materiāls ieinteresēja pētnieku, jo, salīdzinot ar tradicionālo LiCoO2, tam ir ievērojami zemākas izmaksas, tas ir mazāk toksisks un karstumizturīgāks. Bet tā trūkums ir tā mazākā jauda. Un tikai 2003. gadā uzņēmums A123 sistēma profesora Jiang Ye-Ming vadībā viņa sāka pētīt litija dzelzs fosfāta baterijas (LiFePO4).
Litija dzelzs fosfāta akumulatoru pamatīpašības
Litija dzelzs fosfāta akumulatori (LiFePO4) ir litija jonu akumulatora apakštips, kas izmanto dzelzs fosfātu kā katodu. Bez pārspīlējumiem tos var saukt par jaudas akumulatoru tehnoloģiju virsotni. Šis akumulatoru veids dažos parametros, jo īpaši uzlādes-izlādes ciklu skaitā, ir pārāks par visiem citiem.
Atšķirībā no citiem litija jonu akumulatoriem, LiFePO4 akumulatoriem, tāpat kā niķeļa akumulatoriem, ir ļoti stabils izlādes spriegums. Izejas spriegums izlādes laikā saglabājas tuvu 3,2 V, līdz akumulatora uzlādes līmenis ir pilnībā izlādējies. Tas var ievērojami vienkāršot vai pat novērst nepieciešamību regulēt spriegumu ķēdēs.
Pastāvīgā 3,2 V izejas sprieguma dēļ četras baterijas var savienot virknē, lai iegūtu nominālo izejas spriegumu 12,8 V, kas ir tuvu sešu šūnu svina-skābes akumulatoru nominālajam spriegumam. Tas kopā ar litija dzelzs fosfāta akumulatoru labajām drošības īpašībām padara tos par labu potenciālu svina-skābes akumulatoru aizstājēju tādās nozarēs kā automobiļu rūpniecība un saules enerģija.
- Ar atkārtotiem uzlādes/izlādes cikliem atmiņas efekta pilnībā nav
- Litija dzelzs fosfāta akumulatoriem ir ilgs kalpošanas laiks (vairāk nekā 4600 ciklu ar 80% izlādes dziļumu)
- Tiem ir augsta īpatnējā enerģijas intensitāte: enerģijas blīvums sasniedz 110 W h/kg)
- Tiem raksturīgs plašs darba temperatūras diapazons (-20…60°C)
- Šīm baterijām nav nepieciešama apkope
- Ir iespējams ātri uzlādēt akumulatorus: 15 minūtēs - līdz 50%
- Litija dzelzs fosfāta akumulatoru uzticamību un drošību apliecina starptautiski sertifikāti
- Tie ir ļoti efektīvi: 93% palaišanas brīdī 30...90%
- Ir atļauts augsts izlādes ātrums ar strāvu līdz 10 C (desmit reizes pārsniedz nominālo strāvu)
- Šīs baterijas ir videi draudzīgas un, atbrīvojoties no tām, nerada briesmas cilvēkiem un videi.
- Atšķirībā no svina akumulatoriem litija dzelzs fosfāta akumulatori ir uz pusi mazāki ar tādu pašu jaudu
Trūkumi salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem:
- augstākas izmaksas;
- nepieciešamība pēc īpašas uzlādes-izlādes vadības ķēdes.
Litija dzelzs fosfāta akumulatori (LiFePO4) enerģijas intensitātes ziņā ir nedaudz zemāki par litija polimēru akumulatoriem (1. attēls). Bet viena no stiprajām pusēm ir materiāla stabilitāte, kas ļauj radīt akumulatorus, kas spēj izturēt daudz vairāk izlādes/uzlādes ciklu (vairāk nekā 2000), un ātru uzlādi. Pateicoties šīm īpašībām, šīs baterijas tiek optimāli izmantotas elektriskajos transportlīdzekļos.
Krievijas tirgū uzņēmums ieņem īpašu vietu starp litija jonu akumulatoru piegādātājiem EEMB. Tas ražo vairākas litija dzelzs fosfāta akumulatoru grupas (2. attēls), kas atšķiras pēc elektriskajiem un konstrukcijas parametriem:
- modulāras akumulatoru sistēmas;
- Telekomunikāciju ierīču baterijas;
- enerģijas avoti “viedajai mājai”;
- vilces akumulatori elektriskajiem transportlīdzekļiem.
 |
 |
 |
 |
| a) modulāras akumulatoru sistēmas | b) telekomunikāciju iekārtu baterijas | c) akumulatori sistēmām avārijas jauda un autonoma barošanas sistēmas |
d) vilces akumulatori priekš elektriskais transports |
Litija dzelzs fosfāta akumulatoriem, kad tie ir izlādēti, ir ļoti stabils izejas spriegums, līdz šūna ir pilnībā izlādējusies. Tad spriegums strauji samazinās.
3. attēlā parādītas akumulatora izlādes līknes, kas uzņemtas pie dažādām izlādes strāvām (0,2...2C) normālos temperatūras apstākļos. Kā redzams no grafika, litija dzelzs fosfāta akumulatora iezīme ir vājā kapacitātes atkarība no izlādes strāvas. Izlādējot ar vāju strāvu (0,2C) un izlādējot ar lielu strāvu (2C), akumulatora jauda praktiski nemainās un paliek vienāda ar 10 Ah (norādītā akumulatora nominālā jauda).
Ir ļoti svarīgi neļaut šūnai izlādēties līdz līmenim, kas ir mazāks par 2,0 V, pretējā gadījumā notiks neatgriezeniski procesi, kas izraisīs strauju nominālās jaudas zudumu. Šim nolūkam tiek izmantots izlādes kontrolieris. EEMB ražo baterijas ar vai bez aizsargķēdes. Aizsardzības ķēdes klātbūtne pret izlādi un pārlādēšanas spriegumu nosaukumā ir kodēta ar saīsinājumu PCM beigās, piemēram, LP385590F-PCM.
Apskatīsim uzlādes-izlādes ciklu skaita atkarību no izlādes strāvas lieluma un izlādes dziļuma. 4. attēlā parādīti eksperimentālie dati. No tiem var redzēt, ka ar pilnīgu izlādi akumulatora jauda tiek zaudēta par 20%, ja ciklu skaits ir vismaz 2000 (izlādes strāva 1C). Ja katrā ciklā izlādes dziļums ir ierobežots līdz 80%, tad pēc aptuveni 1500 līdzīgiem cikliem akumulatora jaudas samazināšanās no sākotnējās vērtības (izlādes strāva 0,5C) praktiski nebija.
Jaunākās paaudzes litija dzelzs fosfāta akumulatoriem, ko ražo EEMB, atšķirībā no esošajiem svina-skābes akumulatoriem nav nepieciešama bieža nomaiņa un apkope. Parasti litija dzelzs fosfāta akumulators ir moderns akumulators, kas var izturēt vairāk nekā 2000 uzlādes-izlādes ciklus un ir absolūti nejutīgs pret hroniskiem nepietiekamas uzlādes apstākļiem. Vairumā gadījumu tai ir iebūvēta akumulatora vadības panelis (Battery Management System). Uzlāde tiek veikta ar pastāvīgu spriegumu un pastāvīgu strāvu bez posmiem.
1. tabulā parādīti EEMB vienšūnas litija dzelzs fosfāta akumulatoru galvenie parametri. Šī tipa akumulatoru nominālā ietilpība ir 600...36000 mAh robežās (attiecīgi svars - 15...900 grami). Vienas šūnas Li-FePO4 baterijas visbiežāk tiek izmantotas pašdarbināmās ierīcēs. Šīs baterijas nodrošina lielu strāvas izlādi līdz 10C. Pēc 2000 uzlādes-izlādes cikliem ar strāvu 1C atlikušā jauda ir aptuveni 80%.
1. tabula. Vienšūnas LiFePO4 akumulatori EEMB
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, mAh | Svars, g |
| 3,2 | 600 | 15 | |
| 1250 | 31,25 | ||
| 2000 | 50 | ||
| 3500 | 87,5 | ||
| 5000 | 125 | ||
| 5000 | 125 | ||
| 7000 | 175 | ||
| 9000 | 225 | ||
| 22000 | 500 | ||
| 36000 | 900 |
Izmantojot moduļu sistēmas ar atsevišķām šūnām ar paaugstinātu jaudu, kuru parametri norādīti 2. tabulā, iespējams salikt vajadzīgās ietilpības un izejas sprieguma bateriju bloku.
2. tabula. Li-FePO4 moduļu sistēmu galvenie parametri
Modulārās sistēmas ir aprīkotas arī ar jaudas pārvaldības sistēmu (BMS), kas pieļauj lielas jaudas izlādes, un tai ir daudzas vadības un aizsardzības funkcijas. Moduļi ar integrētu uzraudzības sistēmu nodrošina augstu drošības līmeni visai sistēmai un videi. Ieteicamās lietojumprogrammas:
- avārijas un nepārtrauktās barošanas sistēmas;
- bāzes stacijas.
Telekomunikāciju energosistēmām ir nepieciešami maza izmēra, maza svara akumulatori, kuriem ir liels uzlādes ciklu skaits, liela īpatnējā jauda, plašs darba temperatūras diapazons un viegli kopjami. Litija dzelzs fosfāta akumulatori pilnībā atbilst šīm prasībām. 3. tabulā parādīti galvenie telekomunikāciju sistēmu EEMB akumulatoru parametri.
3. tabula. Akumulatori telekomunikāciju energosistēmām
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, kg |
| 12 | 50 | 6 | |
| 12 | 100 | 22 | |
| 48 | 100 | 40 | |
| 48 | 200 | 78 |
Nomenklatūras ieraksta piemērs: 4P5S – četri paralēli savienoti mezgli (katrs komplekts sastāv no pieciem virknē savienotiem akumulatoriem), P – Paralēlais, paralēlais savienojums, S – Seriālais, secīgais savienojums.
Šīs sērijas baterijas galvenokārt tiek izmantotas:
- Līdzstrāvas barošanas sistēmas;
- Nepārtrauktās barošanas ierīces (UPS);
- augstsprieguma līdzstrāvas barošanas sistēmas (240/336 V).
Atkārtoti uzlādējamo akumulatoru raksturlielumi avotiem un nepārtrauktās barošanas sistēmām viedajai mājai (UPS/UPS) ir parādīti 4. tabulā, un izskats ir parādīts 3.c attēlā.
4. tabula. Viedās mājas UPS akumulatori
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, kg |
| 12 | 10 | 1,3 | |
| 12 | 20 | 2,5 | |
| 12 | 30 | 3,5 | |
| 24 | 20 | 4,5 | |
| 14,4 | 4,5 | 0,7 | |
| 14,4 | 7 | 0,9 | |
| U1 | 48 | 10 | 4 |
EEMB Super Energy SLM sērijas litija dzelzs fosfāta akumulatori pilnībā aizstāj parastos svina-skābes un gēla akumulatorus. Tiem nav nepieciešama apkope, tie ir par 80% vieglāki un piecas reizes izturīgāki nekā svina-skābes akumulatori un to ekvivalenti.
Vilces akumulatori elektriskajiem transportlīdzekļiem ir uzlādējams akumulators, kas paredzēts uzstādīšanai elektriskajos transportlīdzekļos. Galvenās elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru īpašības ir viegls svars, kompakts izmērs un liela enerģijas ietilpība, kas samazina paša elektromobiļa svaru un ļauj ātri uzlādēt.
Uzņēmums EEMB piedāvā akumulatoru klāstu dažādu kategoriju elektriskajiem transportlīdzekļiem (5., 6. tabula).
Golfa automašīnās un līdzīgos GOLF CART sērijas akumulatoros izmantojamo litija dzelzs fosfāta akumulatoru galvenie parametri ir parādīti 5. tabulā. Šie akumulatori nodrošina elementu paralēlu un sērijveida savienojumu, kas ļauj viegli mainīt akumulatora nominālo jaudu un spriegumu.
5. tabula. GOLF CART sērijas akumulatoru parametri
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, kg |
| 6,4 | 10 | 0,5 | |
| 9,6 | 20 | 1,5 | |
| 12,8 | 30 | 3 | |
| 12,8 | 40 | 4 | |
| 25,6 | 10 | 2 | |
| 25,6 | 60 | 12 |
Elektrovelosipēdu (E-bike sērija) Li-FePO4 akumulatoru parametri ir norādīti 6. tabulā.
6. tabula. E-velosipēdu sērijas akumulatoru parametri
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, kg |
| 24 | 10 | 2,5 | |
| 24 | 20 | 4,5 | |
| 24 | 40 | 9 | |
| 36 | 10 | 3,5 | |
| 36 | 20 | 6,5 | |
| 36 | 30 | 10 | |
| 48 | 20 | 9 |
Citas iespējas var izgatavot pēc pasūtījuma atbilstoši klienta prasībām. Šīs akumulatoru sērijas ir pieejamas arī komplektos, kur atsevišķas šūnas ir savienotas virknē vai paralēli. Viena šīs sērijas montāžas elementa kopējie izmēri ir 9,1x67,5x222 mm.
7. tabulā parādīti litija dzelzs fosfāta akumulatoru parametri elektriskajiem skrejriteņiem un elektroinstrumentiem. E-scooter sērijas akumulatori ir maza izmēra, ar augstu pieļaujamo izlādes strāvu, ilgu kalpošanas laiku, augstu enerģijas blīvumu un bez atmiņas efekta, kas padara šīs baterijas populāras piemērotas jaudas ierīcēs, kur nepieciešams autonomi darbināt elektrību. motori.
7. tabula E-scooter sērijas akumulatoru parametri
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, g |
| 9,6 | 1,4 | 150 | |
| 16 | 1,4 | 250 | |
| 19,2 | 7 | 1500 | |
| 22,4 | 8,4 | 2100 |
8. tabulā parādīti E-motociklu sērijas elektrisko skrejriteņu litija dzelzs fosfāta akumulatoru parametri. Visu šīs sērijas akumulatoru nominālais spriegums ir 48 V. Minimālā nominālā jauda ir 9 Ah ar svaru 4 kg. Maksimālā jauda ir 90 Ah ar svaru 40 kg. Viena elementa izmēri ir 7,5x67x220 mm.
8. tabula. E-motociklu sērijas akumulatoru parametri
| Vārds | Spriegums, V | Jauda, Ah | Svars, kg |
| 48 | 9 | 4 | |
| 48 | 36 | 16 | |
| 48 | 54 | 24 | |
| 48 | 90 | 40 |
LiFePO4 akumulatoru salīdzinošās īpašības
Nelielās enerģijas iekārtās pastāvīgā cikla režīmā litija dzelzs fosfāta akumulatori, pateicoties iespējai dziļai izlādei un lielam skaitam uzlādes-izlādes ciklu, sniedz taustāmas priekšrocības objekta apkopē.
Akumulatora moduļos ir iebūvēta aizsardzība pret pārspriegumu, zemu uzlādi un lielu strāvu. Tie ir saderīgi ar visām ierīcēm, tostarp invertoriem un lādētājiem, kas darbojas ar svina-skābes akumulatoriem. Sākotnēji litija dzelzs fosfāta akumulatoru cena šķiet diezgan augsta. Taču, aprēķinot akumulatora ietilpību darbam riteņbraukšanas režīmā, izrādās, ka LiFePO4 akumulatoru izmantošanas gadījumā akumulators, kura kapacitāte ir aptuveni 2...2,5 reizes mazāka nekā svina-skābes akumulatoriem (ieskaitot svina-hēliju). ) ir pietiekami. Tas ir iespējams, pateicoties tam, ka litija dzelzs fosfāta akumulatorus var uzlādēt ar lielāku strāvu nekā svina-skābes akumulatorus (1C pret tipisko 0,1...0,2C svina-skābes akumulatoriem). Rezultātā litija dzelzs fosfāta akumulatorā, kas ir mazāk ietilpīgs nekā svina-skābes akumulators, var ielādēt virkni saules paneļu, piemēram, ar tādu pašu bloka izejas strāvu un nepieciešamo uzlādes laiku. Mazāku jaudu uz vienu izlādi kompensēs ātrāki uzlādes cikli, jo īpaši tāpēc, ka resurss uzlādes-izlādes cikliem vidēji ir par kārtu lielāks. Tam pievienots daudz lēnāks jaudas kritums uzlādes ciklu laikā.
Apskatīsim piemēru. Ja iepriekš riteņbraukšanas režīmā izmantojām svina-skābes akumulatoru AGM/GEL 150 Ah, tad, lai to nomainītu, nezaudējot veiktspējas raksturlielumus, pietiks ar LiFePO4 akumulatoru ar jaudu 60 Ah, pareizi aprēķinot no 1 līdz 2,5, LiFePO4 akumulatora izmaksas ir tikai par 25 ...35% vairāk nekā svina-skābes akumulatoriem. Tajā pašā laikā litija-dzelzs fosfāta akumulatoriem būs vidēji labāki veiktspējas rādītāji salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem.
Uzkrāšanas un turpmākās izlādes režīmā pie vienām un tām pašām izlādes strāvām litija dzelzs fosfāta akumulatori var nodrošināt 2,5 reizes lielāku jaudas priekšrocību, ko ir viegli parādīt ar piemēru.
Parasti akumulatora ietilpību izvēlas, pamatojoties uz iespējamo galvenās enerģijas neesamības laiku un slodzes enerģijas patēriņu.
Piemēram, ja mums ir nepieciešams darbināt 2 kW slodzi 1 stundu, tad mums attiecīgi ir nepieciešama vismaz 2 kWh enerģijas rezerve, lai šī sistēma varētu normāli darboties vairāk nekā 6 mēnešus cikliskā režīmā (uzlāde pa dienu, lādiņš vakarā – rangs). Akumulatoram vai bateriju komplektam ar izejas spriegumu 48 V nepieciešamā aprēķinātā jauda būs aptuveni 42 Ah Izlādes strāva būs aptuveni 1C (42 A). Taču jāņem vērā, ka mūsu piemērā izlāde jāuzskata nevis par pastāvīgu strāvu, bet gan par pastāvīgu jaudu, savukārt, akumulatoram izlādējoties, izlādes strāva palielināsies. Pastāvīgās jaudas izlādes režīmā (2 kW) svina-skābes akumulators (48 V/40 Ah) var darboties ne vairāk kā 30 minūtes (ar dziļu izlādi - līdz 40,8 V).
Lai svina akumulatora slodze vienu stundu droši darbotos, tā jauda būs aptuveni divas reizes lielāka par sākotnēji aprēķināto - aptuveni 85 Ah. Savukārt, izlādējot dzelzs fosfāta akumulatoru ar strāvu 1C vai lielāku, tas nav iespējams izraisīt ievērojamu tā jaudas samazināšanos - tā paliek nominālajā līmenī (3. attēls). No tā var redzēt, ka divu veidu akumulatoru kapacitātes atšķirību var panākt ar koeficientu divi. Jāņem vērā arī tas, ka svina-skābes akumulatoru darbinot riteņbraukšanas režīmā, tā jauda samazināsies par 20% jau pie 150...200 uzlādes-izlādes cikliem, tāpēc, lai to kompensētu, sākotnēji vajadzētu izvēlieties akumulatoru, kura ietilpība ir par 20% lielāka. Izrādās, ka iepriekš izvirzītā uzdevuma nosacījumi tiks izpildīti pirmo 6 mēnešu laikā ar svina-skābes akumulatora ietilpību 102 Ah Savukārt dzelzs fosfāta akumulatora jaudas vājā atkarība ļaus iztikt ar praktiski aprēķināto jaudu 42 Ah Kā redzam, divu veidu akumulatoru vajadzīgās jaudas atšķirība ir aptuveni 2,5 reizes.
Litija dzelzs fosfāta akumulatori viegli pieņem spēcīgu uzlādes strāvu. Tāpēc, ielādējot tos ar saules bateriju klāstu, kas ir trīs reizes jaudīgāks (salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem), varat tos uzlādēt 2–4 stundu laikā. Un, ņemot vērā nejutīgumu pret dziļu izlādi un hronisku nepietiekamu uzlādi, šie akumulatori ir neaizstājami ziemā, jo īpaši ņemot vērā faktu, ka litija dzelzs fosfāta akumulatoriem ir augstāka efektivitāte - 95% (pretstatā 80% svina-skābes akumulatoriem). , un Tas nozīmē, ka mākoņainā un lietainā laikā šie akumulatori uzlādējas ātrāk (9. tabula).
9. tabula. Litija dzelzs fosfāta un svina skābes akumulatoru salīdzinājums
| Parametrs | Litija dzelzs fosfāts barošanas sistēma |
Tradicionālā sistēma ar svina akumulatoriem dziļa izlāde |
LiFePO4 priekšrocības |
| Efektīvo ciklu darba skaits | > 6000 pie 80% izlādes | ~500 | Ciklu skaits ir ievērojami lielāks |
| Šūnu balansēšanas sistēma | Klāt uzlādes un izlādes laikā | Nav klāt | Automātiska katras šūnas stāvokļa uzraudzība |
| Pārslodzes/dziļas uzlādes aizsardzība šūnu līmenī | 100% daudzlīmeņu vadība | ||
| Akumulatora aizsardzība sistēmas kļūmju laikā | 100% (pārtraukta uzlādes un izlādes strāva) | ||
| Precīzs enerģijas rezerves aprēķins akumulatorā, pamatojoties uz datiem no sprieguma, strāvas, temperatūras un šūnu pretestības sensoriem | Nepārtraukts reāllaika aprēķins | ||
| Ātras uzlādes iespēja | Jā (apmēram 15 minūtes) | Nē | |
| Nepieciešamība uzturēt akumulatoru uzlādētā stāvoklī |
Nē | Jā, citādi - plākšņu sulfācija | Nav nepieciešams uzturēt uzlādi, ietaupot uz apkopi |
| Paredzamais kalpošanas laiks ar ikdienas pilnu ciklu 70% LiFePO4 un 50% svina skābes akumulatoriem (ideālos apstākļos), gadi | 15 | ~4 | Vismaz 4 reizes lielāks |
| Darba temperatūras diapazons, °C | -20…60 | Ieteicamā temperatūra: 20°C | Neapsildāmās telpās iespējams ierīkot elektroapgādes sistēmu |
| Paaugstinātas temperatūras ietekme (30°C un augstāk) | Ir pieļaujama darbība līdz darba temperatūras diapazona augšējai robežai | Ātra degradācija | Akumulatora elementi var izturēt ievērojami augstāku temperatūru |
| Kalendāra kalpošanas laiks (bufera režīms vai uzglabāšanas režīms) | Nav ierobežots | Ierobežots, jo plāksnes degradējas jebkurā gadījumā | Nozīmīga uzvara |
| Iespēja pievienot jaudu esošai uzglabāšanas vienībai | Jā | Nav ieteicams, jo tas novedīs pie nelīdzsvarotības | Iespēja pakāpeniski modernizēt un palielināt bez papildu izmaksām |
| Iespēja nomainīt vienu/vairākas bojātas šūnas akumulatora komplektā | Jā, jo ir balansēšanas sistēma | ||
Secinājums
Riteņbraukšanas režīmos litija dzelzs fosfāta akumulatoru izmantošana ir izdevīgāka, jo enerģijas un darbības parametru sasniegšanai pietiek ar aptuveni pusi no svina-skābes akumulatoru kapacitātes. Tikpat vērtīga ir nejutība pret nepietiekamu uzlādi, paaugstināta efektivitāte un paātrināta uzlāde ar lielu strāvu.
Litija dzelzs fosfāta akumulatorus ieteicams izmantot saules enerģijas sistēmās, kas darbojas īsā dienasgaismā, kas ir īpaši svarīgi Krievijas vidienē, ziemeļu reģionos un kalnu reģionos. Litija dzelzs fosfāta akumulatoru ilgs kalpošanas laiks (liels uzlādes-izlādes ciklu skaits) var ievērojami samazināt to uzturēšanas un nomaiņas izmaksas, kas ir svarīgi, piemēram, automātiskajām laikapstākļu novērošanas stacijām un mobilo bāzes staciju avārijas barošanas sistēmām. . Palielinot laika periodu starp plānotajām akumulatoru maiņām, tiek ietaupīti apkopes brigādes darba algas, kā arī ceļa izdevumi (īpaši, ja aprīkojums ir uzstādīts grūti sasniedzamās vietās). Apkopes izmaksu samazināšana vairāk nekā kompensēs salīdzinoši augstās litija dzelzs fosfāta akumulatora izmaksas.
Šāda veida akumulatorus var veiksmīgi izmantot arī telekomunikāciju iekārtās (telekomunikāciju pamatiekārtās un mobilajās ierīcēs), nepārtrauktās barošanas avotos, avārijas barošanas sistēmās, elektropiedziņas un elektrisko transportlīdzekļu barošanas sistēmās.
Akumulatoru ražotājs EEBM veic rūpīgu produktu kvalitātes kontroli un spēj izgatavot pielāgotus akumulatoru komplektus atbilstoši klientu prasībām.
Literatūra
- http://www.eemb.com.
- http://www.eemb.com/products/rechargeable_battery/lifepo4_battery/lifepo4_battery.html.
Kas ir LiFePO4 akumulators
LiFePO4 ir olivīnu dzimtas minerāls, kas sastopams dabā. Par LiFePO4 akumulatoru dzimšanas datumu tiek uzskatīts 1996. gads, kad Teksasas Universitātē pirmo reizi tika ierosināts izmantot LiFeP04 akumulatora elektrodā. Minerāls ir netoksisks, salīdzinoši lēts un sastopams dabā.
LiFEPO4 ir litija akumulatoru apakškopa, un tajā tiek izmantota tāda pati enerģijas tehnoloģija kā litija akumulatoriem, tomēr tie nav 100% litija (litija jonu) akumulatori.
Sakarā ar to, ka tehnoloģija parādījās salīdzinoši nesen, nav vienota standarta LiFEPO4 akumulatoru kvalitātes novērtēšanai, kā arī tiešas analoģijas ar mums pazīstamo svina-skābes akumulatoru darbību.
Tā kā tirgū nav vienota standarta LFTP akumulatoriem, ir daudz dažādu LFP elementu un bateriju, kurās tās tiek izmantotas ar atšķirīgām īpašībām un iekšpusi, tās visas sauc par LFP vai litija baterijām, taču tās darbojas atšķirīgi. Nemēģinot aptvert milzīgo, mēs koncentrēsimies uz to, ko mūsu akumulatori garantē.
Aliant litija dzelzs fosfāta akumulatoriem ir šādas praktiskas priekšrocības:
- Izmēri - akumulatori ir 3 reizes mazāki par svina analogiem, tāpēc tikai 3 akumulatori aptver visu motociklu modeļu klāstu
- Akumulators pašizlādējas par mazāk nekā 0,05% dienā, t.i. var viegli stāvēt plauktā gadu bez uzlādēšanas un nezaudējot īpašības, iedarbināt dzinēju un pēc tam uzlādēt līdz stāvoklim tuvu 100%
- var būt izlādētā stāvoklī bez nopietnām sekām turpmākai darbībai, izlādes slieksnis ir 9,5 V, ja vien spriegums akumulatora spailēs nenokrīt zem 9,5 V - akumulatoru var uzlādēt un atgriezt sākotnējā stāvoklī
- vienmērīga visu 4 elementu uzlāde iekšpusē, izmantojot akumulatorā iebūvēto BMS (Battery Management System) kontrolieri. Akumulatora iekšpusē ir virknē savienoti 4 elementi, katrs 3.3V, nominālais spriegums 13.3V, tomēr akumulators tiek uzlādēts caur 2 spailēm. Šī uzlādes metode ir piemērota svina akumulatoriem, bet nav piemērota LFP - iekšējie elementi vienmēr paliek nepietiekami uzlādēti, kas palielina to atteices iespējamību. Lai LFP elementi sērijveidā uzlādētos vienmērīgi, ir iebūvēta elektroniskā shēma akumulators, kas vienmērīgi sadala lādiņu, kas nonāk 2 spailē uz 4 elementiem akumulatora iekšpusē
liels uzlādes ciklu skaits, kas ir lielāks nekā litija jonu akumulatoriem un svina akumulatoriem,
akumulators var izturēt 3000 uzlādes ciklus no 70% izlādes stāvokļa un 2000 ciklus no 80% izlādes stāvokļa, kas nodrošina akumulatora darbības laiku līdz 7 gadiem, ALIANT akumulatoriem sniedzam beznosacījumu 2 gadu garantiju. Vidēji akumulators paredzēts 12 000 startera palaišanas reizēm.
liela startera griešanās strāva, pie -18C akumulators nodrošina starteri ar jaudu, kas atbilst vidēji jaunam svina akumulatoram, bet pie +23C starterim pievadāmā jauda ir divas reizes lielāka nekā svina akumulatoram. Lielā jauda ir jūtama uzreiz, iedarbinot dzinēju, starteris griežas ātri, kā uz svaiga svina akumulatora
svars - ALIANT akumulatori ir 5 reizes vieglāki par svina akumulatoriem
ātra uzlāde - vidēji akumulatori pirmo 2 minūšu laikā tiek uzlādēti par 50%, 30 minūšu laikā 100%, tas nozīmē, ka pēc 30 minūšu brauciena akumulators ir 100% uzlādēts, t.i. patiesībā jūsu akumulators vienmēr ir 100% uzlādēts
stabils izlādes spriegums - izlādes laikā akumulators līdz pēdējam brīdim uztur spriegumu tuvu 13,2V, tad pēc izlādes notiek straujš sprieguma kritums - akumulators ar atlikušo uzlādes līmeni 40% ātri pagriezīs starteri
stabils izlādes spriegums - izlādes laikā akumulators līdz beigām uztur spriegumu tuvu 13,2 V, tad pēc izlādes notiek straujš sprieguma kritums
strādāt īpaši zemā temperatūrā. Mēs īpaši akcentējām akumulatora veiktspēju ļoti zemās temperatūrās, daži pieredzējuši motociklisti, kuri ir izmantojuši citu ražotāju LFP akumulatorus, ir pamanījuši, ka LFP akumulatoru veiktspēja strauji samazinās līdz ar temperatūru. Tātad pie +3 grādiem vairs nenotiek enerģiska startera griešanās, bet pie mīnusa akumulators “aizmieg” un pamodīsies tikai pēc uzsilšanas, jo izdalās enerģija. Pateicoties īpašajai ķīmijai, mūsu akumulatoriem nav šī trūkuma. Lai gan akumulatoru padotā jauda pie -18C krītas gandrīz 2 reizes, tomēr ar to pietiek, lai enerģiski pagrieztu starteri. Akumulators ir paredzēts darbam temperatūrā līdz -30C temperatūrā no -3 un augstāk, akumulatoriem ir pārmērīga jauda. Temperatūras diapazonā no -18 līdz -30C akumulators griezīs starteri, bet jutīsies kā pusizlādējies svina akumulators.
Darbojas jebkurā pozīcijā, akumulatorā nav šķidrumu, var lietot jebkurā pozīcijā, tāpat kā gēla baterijas
plašs temperatūras diapazons - no -30C līdz +60C
Būtiskās fiziskās atšķirības starp LiFePO4 akumulatoriem un svina analogiem
Kā minēts iepriekš, LiFePO4 akumulatoriem un svina akumulatoriem ir atšķirīga ķīmiskā sastāva, un, lai saprastu akumulatoru, jums jāzina, kādas ir atšķirības.
Galvenā atšķirība attiecas uz jaudu. Akumulatoru atšķirības var saprast, izmantojot piemēru: ja pievienojat starteri LiFEP04 akumulatoram un svina akumulatoram un sākat to griezt, tad tajā pašā laikā LiFEPO4 akumulators pagriezīs starteri gandrīz 1,5 reizes vairāk, praktiski nesamazinot. rotācijas ātrumu nekā svina skābes akumulators, ja Ja iepriekš esat lietojis svina skābes akumulatorus, tad līdz pēdējai minūtei radīsies iespaids, ka akumulatorā ir palicis daudz lādiņa, bet akumulators, patiesībā, var jau būt gandrīz izlādējies, griešanās ātruma kritums nenotiks vienmērīgi, kā svina-skābes akumulatora gadījumā, bet gan pēkšņi pēc sprieguma krituma zem 12V. Ja ņemat svina akumulatoru ar jaudu 7A/h un līdzīgas jaudas LiFEPO4 akumulatoru, tad startera apgriezienu skaits (būtībā slodze) līdz pilnīgai iztukšošanai pirmajās 10 minūtēs LiFEP04 būs daudz lielāks, bet vairāk nekā nākamajās 5 minūtēs akumulators būs izlādējies, savukārt svina akumulators var pagriezt starteri līdz 20 minūtēm. Tādējādi visos praktiskos dzīves gadījumos pie temperatūras no -18C LiFEPO4 akumulators pārspēj svina akumulatorus, izņemot gadījumu, kad ģenerators sabojājas. Šajā gadījumā bez ģeneratora svina akumulators var kalpot ilgāk nekā LiFePO4.
pārspriegums. Kad uzlādes spriegums pārsniedz pieļaujamo robežu, LiFEPO4 un svina-skābes akumulatori darbojas atšķirīgi. Svina-skābes akumulators sāk vārīties. LIFEPO4 akumulatoros notiek neatgriezeniskas ķīmiskas reakcijas. Tirgū nav neviena motocikla, kas nodrošinātu spriegumu, kas var sabojāt LIFEPO4 akumulatoru, tomēr ļoti retos gadījumos, kad regulatora relejs sabojājas tā, ka spriegums akumulatora spailēs ir robežās no 15 līdz 60 V, LIFEP04 akumulators tiks bojāts.
temperatūra. LIFEP04 akumulatoriem nepatīk zemas temperatūras, mūsu akumulatoros tiek izmantoti speciāli elementi, kas var darboties temperatūrā līdz -30C, tomēr pēc -18C LIFEPO4 akumulatora veiktspēja krītas tā, ka svina akumulators ražo vairāk enerģijas nekā mūsējais. . Ja nebūtu īpašās ķīmijas elementos, tad jau pie +4 grādiem LIFEPO4 akumulators zaudētu veiktspēju.
Uzdodiet jautājumu atbalstam: Šī e-pasta adrese ir aizsargāta no mēstuļu robotiem. Lai to skatītu, jums ir jābūt iespējotam JavaScript.
Es pārbaudīju akumulatora spriegumu ārpus kastes:
Veiktspējas pārbaude:
Es pārbaudīšu bateriju darbību manajos XML-T6 lukturīšos.
Akumulators ir standarta izmēru, lieliski iederas lukturī:
Zibspuldzēs, kuru pamatā ir XML-T6, dizaina iezīme (izvirzuma neesamība pozitīvā pusē) netraucēja darbu:
pateicoties atsperes klātbūtnei:
Akumulators vienkārši nesasniedz pozitīvo kontaktu:
Bija kāda modifikācija, vispirms gribēju izjaukt bateriju nodalījumu, atskrūvējot skrūves, bet skrūves neatskrūvējās, nācās to salauzt un pielīmēt:
Tātad, kas ir LiFePo4?
Rakstā Vikipēdijā LiFePo4 tiek pasniegts kā sava veida brīnumbērns ar izcilām īpašībām: uzlādes ātrums 15 minūtes pie 7A, sala izturība līdz -30C, milzīgas atsitiena strāvas līdz 60A, ilgmūžīgs, izturīgs. Sīkāk LiFe var atrast tulkotajā rakstā par rcdesign, kurā salīdzināts litija polimērs un litija fosfāti.
Pāriesim pie LiFePo4 testēšanas:
IMAX B6 ar LiFe režīma atbalstu:
Pirmā akumulatora pārbaude - Izlāde
Akumulators tiek lādēts ārpus kastes, izlādējam ar strāvu 0,5A (kas aptuveni atbilst 0,5C), rezultāts ir aptuveni 1055mAh.
Lielākā vērtība no 3, lai gan pārējos izlādēju/uzlādēju ar strāvām līdz 1A (strāva 1A un FastCharge režīms 1A).
Izlādes diagramma, kas iegūta, izmantojot LogView v2.7.5, iestatījumi ņemti no Habr raksta par IMAX B6 priekšiestatījuma:
Pirmā akumulatora pārbaude - uzlāde
Uzlādējiet IMAX B6, izmantojot FastCharge 1A metodi:
Pārbaudes aprakstu skatiet parakstā.
SECINĀJUMI
Par sevi izdarīju šādus secinājumus:
Plusi:
* sala izturīgs,
* Ātra uzlāde 1C.
Mīnusi:
* Maza ietilpība (1000mAh), un attiecīgi darbības laiks.
Īpatnība:
* Nepieciešama īpaša uzlāde (man ir IMAX B6, tāpēc es to neuzskatu par mīnusu).
* UPD - LiFePo4 spriegumi ir ievērojami zemāki nekā LiIon (3,2 pret 3,6). Daži lukturīši spīd ievērojami mazāk spilgti.
* UPD 2 (2013.03.09.) - Jāizmanto ar tiešās piedziņas tipa gaismām ar zemu minimālā sprieguma atslēgšanu (2,7 V).
Kreisajā pusē esošais lukturītis uz LiFePo4 spīd mazāk spoži nekā uz LiIon, labajā pusē esošais lukturītis nezaudē tik lielu spilgtumu.
Atjauninājums 2013.03.09 Izlādes grafiki pie negatīvām temperatūrām:
Sala izturīgs akumulators LiFePo4 18650 1000mAh (kabatas lukturīšiem ar tiešo piedziņu)
Daudzi jau ir iegādājušies sev “jaudīgus” lukturīšus ar 18650 baterijām Parastais LiIon akumulators šādos gadījumos nedarbojas, un pat ja tas darbojas, tas nedarbojas ļoti ilgi, bet.
Laipni lūdzam projekta “21st Century Battery” dublētajā lapā. VistaBattery"
Pārdoto akumulatoru un VistaBattery klientu ieraksti (tie, kas atrodas diskā)
Īsa raksturlielumu izlase, kas atšķir šīs baterijas no pārējām.
Galvenās priekšrocības:
- Laba efektivitāte (dod 80% no jaudas pie sprieguma starpības 1V)
- Augstas atsitiena strāvas, kad spriegums nokrītas mazāk par 1 V, startera pagriešana pie 9 V tiek uzskatīta par normu, bet jūs neredzēsit neko zem 12 V;
-Vāja pašizlāde (uzlādes zudums 5% 3 gadu laikā)
-Ātra uzlāde (akumulatora uzpildīšana no 0 līdz 80% apmēram 15-20 minūtēs ir atkarīga no ģeneratora un paša akumulatora jaudas)
- Mazs svars (piemēram, 1,8 kg pret 15 kg ar tādām pašām atsitiena strāvām)
-2000 pilnu uzlādes-izlādes ciklu (izlāde līdz nullei un vēlreiz līdz pilnai, un tā tālāk 2000 reižu, nezaudējot jaudu!)
- Salizturība. Darbs temperatūras apstākļos līdz -25C
Bet ir arī trūkumi:
-Izmaksas (elementi ir Amerikā un iegādāti ārzemēs)
-Nespēja strādāt kopā ar svinu-skābi (kā jau rakstīju iepriekš, sprieguma starpības dēļ 12,3 svins - 13,5 ferofosfāts)
-Neiespējamība strādāt zem ūdens (atrisināta, ielejot maisījumā) tika atrisināta, pārejot uz plastmasas noslēgtiem korpusiem
Raksturlielumi:
Drifts, rallijs, rings, ikdienas lietošana:
4,4 Ah — 190*170*60 mm, 1,2 kg, 260 A nominālā, maksimālā jauda 475 A
8 Ah — 190*170*60 mm, 1,5 kg, 260 A nominālā, maksimālā jauda 510 A
20 Ah — 280 * 230 * 100 mm, 3 kg, 300 A nominālā, maksimālā jauda 500 A
Trofeja, auto audio, ekspedīcijas:
40 Ah — 280 * 230 * 100 mm, 5 kg, 600 A nominālā, maksimālā jauda 1000 A
80 Ah — 280 * 230 * 160 mm, 10 kg, 1000 A nominālā, maksimālā jauda 5000 A
Iespējamas arī jebkādas jaudas, korpusu un vadu variācijas, lai nodrošinātu visērtāko uzstādīšanu esošajā projektā.
Operācija trofejā:
Kā liecina prakse - uz viegla SUV kā Jimnik - 20A/h jūtas lieliski. Ekstrēmām un smagākām kategorijām es tomēr ieteiktu 40A/h, kur noteikti nebūs jāapstājas un jāgulbē, cik vien tīk. Veiktspējas rezerve ir ļoti laba. 20Ah = 55Ah optimāls
80Ah = vairāk nekā 300Ah svins
Cena
4,4 Ah - 15 000 r
20 Ah - 25 000 r
40 Ah - 40 000 r
80 Ah - 60 000 r
160 Ah - 110 000 r
Saskaņā ar garantiju un kalpošanas laiku:
-Mana garantija ir viens gads, jautājumi netiek uzdoti.
-5 gadu tehniskais atbalsts (elementu pārbaude, to stāvokļa uzraudzība, apkope)
- kalpošanas laiks no 10 gadiem. Kopš to masveida ražošana sākās tikai 2006. gadā, neviens vēl nav miris no vecuma.
Tiek piegādāts viss gatavais produkts. Izgatavošana tiek saskaņota ar pasūtītāju (lietošanas veids, prasības armēto kopņu veidā, vadi, spailes, gaisa spiediena veidgabalu ievade un citas prasības). Visas baterijas tiek piegādātas triecienizturīgos, aizzīmogotos, PĀRBAUDĪTOS IP67 klases korpusos
Viens klients – viens risinājums. Tā nav masveida ražošana, bet gan individuāla pieeja.
#VistaBattery
Vladekin › Blog › LiFePo4 baterijas
Lietotāja Vladekina emuārs vietnē DRIVE2. Laipni lūdzam projekta “21st Century Battery” dublētajā lapā. VistaBattery", Tātad galvenais testa cikls ir pabeigts. Baterijas, kas izgatavotas, izmantojot šo tehnoloģiju, ir pārbaudītas dažādos apstākļos un situācijās. Īsa testu izvēle: - Egor2 mazākā akumulatora pārbaude - Laboratorijas akumulatora tests...
Viņi bieži sāka nest mums baterijas montāžai un diagnostikai, it kā LiFePO4, nopirkts ļoti lēti. Daudzi cilvēki pēc šādiem gadījumiem jautāja, lai mēs par šo tēmu uzrakstām rakstu, lai apzinātos šādas nepilnības. Var būt kauns, ja iegādājāties akumulatoru, kas neļauj darbināt sērijas motora riteņus Magic Pie (1500 W) ar pilnu jaudu.
Šajā rakstā mēs salīdzināsim baterijas LiFePo4-48V-10Ah no Golden Motor Ar zemas kvalitātes akumulatori(dažreiz šis nosaukums vienkārši slēpj ierasto Li-ion).
Parametrs
LiFePo4-48V-10Ah
kvalitāti
LiFePo4-48V-10Ah
zemas kvalitātes
(vai viltots)
Izmēri
36,0 x 15 x 8,4 cm
36,0 x 14 x 7,4 cm
Tas ir par 1 cm mazāks no abām pusēm un šķiet pluss no pircēja viedokļa – tas aizņem mazāk vietas.
No fizikas viedokļa: apjoms ir par 17% mazāks, ar vienādām veiktspējas īpašībām, t.i. izgatavots no cita materiāla.
Par 1 kg vieglāks un šķiet pluss no pircēja viedokļa, jo... sver mazāk.
Nepārtrauktas izlādes strāva, A
20A ir 1000 W, 25A-1200 W – samazināti raksturlielumi
Izlādes jauda (pastāvīga)
750, 1000, 1200 W
Zema jauda
Maksimālā izlādes strāva, A
Zemas maksimālās strāvas
Maksimālā izlādes jauda
750, 1500, 1700 W
Zema maksimālā jauda
Uzlādes spriegums
Atšķirīgs spriegums lādētājam.
54 volti ir Li-ion/Li-Po- esi uzmanīgs!
Uzlādes strāva
Lēna uzlāde, lai izvairītos no šūnu ar augstu iekšējo pretestību bojāejas.
Uzlādes-izlādes cikli
Šūnām ir īsāks mūžs
Apsvērsim šādu bateriju pārdevējus. Kā jau parādīts tabulā augstāk, jūs jau varat secināt pats – vai tieši šīs īpašības jums ir vajadzīgas?
Attiecībā uz šādu pārdevēju atrašanās vietu: viņiem bieži nav pastāvīgas atrašanās vietas:
1) “Pasūtījumu varat izņemt tikai pēc iepriekšējas vienošanās adresē. " Vai esat pārliecināts, ka viņi tur strādā un nebrauks uz vietu, lai jūs satiktu?
2) "Adrese: Krievija, Maskava." Ar šādu formulējumu jūs varat satikties jebkur, pat Sarkanajā laukumā. Parasti jūs satiekaties netālu no metro, automašīnā. Sēžot automašīnā, turot rokās akumulatoru (bez identifikācijas uzlīmēm), jūs domājat, ka nevēlaties tos meklēt, tad kaut kur aiziet, un tomēr, cerot uz iespēju, piekrītat tos iegādāties. Vai esat pārliecināts, ka tos noteikti atradīsiet, ja kaut kas noiet greizi? Un, ja jums joprojām nav čeka, kā jūs varat pierādīt pirkumu?
Kā atpazīt negodīgus pārdevējus:
- Meklējiet atsauksmes pakalpojumā Yandex: “Site_name reviews” un “Name of Juridiskas personas atsauksmes”.
- Meklējiet atsauksmes Google tīklā: “Site_name reviews” un “Name of Juridiskas personas atsauksmes”.
- Meklējiet atsauksmes nozares forumos (elektrisko transportlīdzekļu, velosipēdu veikalos).
- Pārbaudiet domēnu - kad tas ir reģistrēts.
Visbiežāk šādi pārdevēji neraksta par garantiju (patiesībā viņi jums neko nesola). Vai 2 nedēļu garantija - pat ja litija joni ir ieslīdēti, šajā periodā tiem nebūs laika noārdīties, pat ja jūs darbosieties, pārsniedzot atļautās strāvas. Viņi var arī uzrakstīt 1 gada garantiju (ja atrodat). Daži pārdevēji pat nezina, ko viņi pārdod! Lūdziet garantijas talonu!
Turklāt izlasiet par LiFePO4 elementu veidiem, no kuriem tiek montēts akumulators. Visbiežāk ir prizmatiski elementi 10Ah, 12Ah. LiFePO4-13Ah neeksistē! Ja viņi raksta šādu jaudu, tas nozīmē, ka tā noteikti nav LiFePO4, un viņi mēģina jums pārdot lētu Li-ion. Ja akumulatoram nav taisnstūra, dīvainas formas, tad padomājiet par to, kā ražotāji tajā varētu cieši saspiest taisnstūrveida elementus?
Cilvēki jau ir nākuši pie mums ar šiem - zemāk ir fotogrāfija salīdzinājumam (pircējs bija pārliecināts, ka viņam ir LiFePO4, bet uz akumulatora nav uzlīmju par HIT ķīmiju, ir tikai nominālais spriegums un ietilpība):
Un daži cilvēki to uzzina paslīdēja Li-ion pēc šādiem gadījumiem (spontāna aizdegšanās braukšanas laikā - ir redzami degoši cilindriski elementi):
Turklāt Ķīnā ir pircēji nolietotām baterijām, tās šķiro, labas par labu cenu, vidēji lētākas, atmirušās šūnas tiek pārdotas lūžņos. Citi pircēji tos pērk un savāc akumulatorus garāžā un viegli pārdod vietnē Aliexpress (tas ir mūsu Yandex-Market analogs, parasts agregators), neviens tur nepārbauda to kvalitāti, galvenais ir maksāt gada maksu. izvietojumu. Dažreiz jūs atnākat (kā jūs domājat uz lielu rūpnīcu), un tur ir tikai zvanu centrs, jūs lūdzat doties uz rūpnīcu, viņi saka, ka 7-10 dienas jums ir jāsaņem caurlaide (viņi zina, ka jūs to negaidīsit). ilgojos pēc šī).
Izlietotās šūnas ir iespējams identificēt, tikai mērot iekšējo pretestību. Jo vairāk tiek izmantots, jo lielāka ir iekšējā pretestība. Bet kurš to izmērīs un jums parādīs?
Kopsavilkums: Iepriekš brīdināts ir priekšapbruņots. Prieks par lētu pirkumu ātri vien pāriet rūgtumā no vilšanās. Izbaudi iepirkšanos!
Kļūdas, pērkot LiFePO4 akumulatorus
Rakstā apskatītas nepilnības, kļūdas un nianses, iegādājoties LiFePO4 (litija dzelzs fosfāta) akumulatorus. Raksturlielumu tabula. Kāds ir labākais veids, kā izvairīties no kļūdām, pērkot?
Mūsdienu aprīkojums ar katru dienu kļūst sarežģītāks un jaudīgāks. Augstie tehnoloģiju standarti izvirza paaugstinātas prasības akumulatoriem, kuriem tagad jāapvieno augsta veiktspēja, energoefektivitāte un palielinātas enerģijas rezerves.
Jauna veida elektroiekārtu ieviešana ražošanā, tehnoloģiskā procesa paātrināšana - tas viss palielina prasības enerģijas avotiem, un mūsdienu akumulatori vairs ne vienmēr var tās izpildīt. Lai atrisinātu šo problēmu, ražotāji ir izvēlējušies litija jonu tehnoloģiju uzlabošanas ceļu. Tā radās litija dzelzs fosfāts, kas ir Li-ion akumulatoru idejiskais pēctecis.
Vēsturiska atsauce
LiFePO4 jeb LFP, dabā sastopamu olivīnu dzimtas minerālu, 1996. gadā pirmo reizi atklāja Teksasas Universitātes zinātnieks Džons Gudena, kurš meklēja veidus, kā uzlabot litija jonu enerģijas avotus. Ievērojams bija fakts, ka šim minerālam bija mazāka toksicitāte un augstāka termiskā stabilitāte nekā visiem tajā laikā zināmajiem elektrodiem.
Turklāt tas tika atrasts dabiskajā vidē, un tam bija zemākas izmaksas. LiFePO4 bāzes elektrodu galvenais trūkums bija to zemā elektriskā jauda, tāpēc litija dzelzs fosfāta akumulators vairs netika izstrādāts.
Pētījumi šajā virzienā tika atsākti 2003. gadā. Zinātnieku komanda strādāja, lai radītu principiāli jaunas baterijas, kas aizstātu tajā laikā vismodernākās litija jonu baterijas. Par projektu ieinteresējās tādi lieli uzņēmumi kā Motorola un Qualcomm, kas tuvināja akumulatoru ar LiFePO4 katoda elementiem izskatu.
Akumulators uz LiFePO4 bāzes
Šim tipam elektroenerģijas ražošanai tiek izmantota tāda pati tehnoloģija kā litija jonu elementiem, pie kuriem mēs esam pieraduši. Tomēr starp tām ir vairākas būtiskas atšķirības. Pirmkārt, tā ir sava veida BMS izmantošana - vadības sistēma, kas aizsargā elektriskos akumulatorus no pārlādēšanas un smagas izlādes, palielina kalpošanas laiku un padara enerģijas avotu stabilāku.
Otrkārt, LiFePO4 atšķirībā no LiCoO2 ir mazāk toksisks. Šis fakts ļāva mums izvairīties no vairākām problēmām, kas saistītas ar vides piesārņojumu. Jo īpaši samaziniet kobalta emisijas atmosfērā nepareizas akumulatora utilizācijas dēļ.
Visbeidzot, vienotu LFP standartu trūkuma dēļ elementiem ir atšķirīgs ķīmiskais sastāvs, kā rezultātā modeļu tehniskie parametri atšķiras plašā diapazonā. Turklāt šo barošanas avotu apkalpošana ir sarežģītāka, un tai ir jāatbilst noteiktiem noteikumiem.
Specifikācijas
Vērts teikt, ka litija dzelzs fosfāta akumulatori 48 V, 36 V un 60 V tiek izgatavoti, savienojot virknē atsevišķas šūnas, jo maksimālais spriegums vienā LFP sekcijā nevar pārsniegt 3,65 V. Līdz ar to katra akumulatora tehniskie rādītāji var būtiski atšķirties. viens no otra - tas viss ir atkarīgs no montāžas un konkrētā ķīmiskā sastāva.
Lai analizētu tehniskos parametrus, mēs piedāvājam vienas atsevišķas šūnas nominālās vērtības.
Everexceed akumulatorā tika panākta vislabākā katras atsevišķas šūnas iespēju ieviešana. Everexceed litija dzelzs fosfāta akumulatoriem ir ilgs kalpošanas laiks. Kopumā tie spēj izturēt līdz 4 tūkstošiem uzlādes-izlādes ciklu ar jaudas zudumu līdz 20%, un enerģijas rezerve tiek papildināta 12 minūtēs. Ņemot to vērā, varam secināt, ka Everexceed akumulatori ir vieni no labākajiem LFP elementu pārstāvjiem.
Priekšrocības un trūkumi
Galvenā priekšrocība, kas litija dzelzs fosfāta akumulatoru atšķir no citiem akumulatoru veidiem, ir izturība. Šāds elements spēj izturēt vairāk nekā 3 tūkstošus uzlādes-izlādes ciklu, kad elektroenerģijas līmenis pazeminās līdz 30%, un vairāk nekā 2 tūkstošus, kad tas nokrītas līdz 20%. Pateicoties tam, vidējais akumulatora darbības laiks ir aptuveni 7 gadi.
Stabila uzlādes strāva ir otra svarīgā LFP elementu priekšrocība. Izejas spriegums paliek 3,2 V, līdz lādiņš ir pilnībā izlādējies. Tas vienkāršo elektroinstalācijas shēmu un novērš nepieciešamību izmantot sprieguma regulatorus.
Lielāka maksimālā strāva ir viņu trešā priekšrocība. Šī akumulatora īpašība ļauj tiem ražot maksimālu jaudu pat īpaši zemā temperatūrā. Šis īpašums ir pamudinājis autoražotājus izmantot litija dzelzs fosfāta akumulatorus kā primāro enerģijas avotu, iedarbinot benzīna un dīzeļdzinējus.
Līdzās visām piedāvātajām priekšrocībām LiFePO4 akumulatoriem ir viens būtisks trūkums - liels svars un izmērs. Tas ierobežo to izmantošanu noteikta veida mašīnās un elektroiekārtās.
Darbības iezīmes
Ja jūs pērkat gatavus litija fosfāta akumulatorus, tad jums nebūs nekādu grūtību ar apkopi un darbību. Tas viss pateicoties tam, ka ražotāji tādos elementos iebūvē BMS plāksnes, kas novērš pārlādēšanos un neļauj elementam izlādēties līdz ārkārtīgi zemam līmenim.
Bet, ja iegādājaties atsevišķas šūnas (piemēram, pildspalvu baterijas), uzlādes līmenis būs jāuzrauga pašam. Kad uzlāde nokrītas zem kritiskā līmeņa (zem 2,00 V), jauda sāks strauji samazināties, kas padarīs neiespējamu elementu uzlādi. Ja, gluži pretēji, jūs pieļaujat pārlādēšanu (virs 3,75 V), šūna vienkārši uzbriest atbrīvoto gāzu dēļ.
Ja izmantojat līdzīgu akumulatoru elektriskajam transportlīdzeklim, tad pēc 100% uzlādes tas ir jāatvieno. Pretējā gadījumā akumulators uzbriest elektriskās strāvas pārsātinājuma dēļ.
Darbības noteikumi
Ja litija-fosfora akumulatorus plānojat izmantot nevis cikliskā, bet gan bufera režīmā, piemēram, kā UPS barošanas avotu vai kopā ar saules bateriju, tad jāparūpējas, lai uzlādes līmenis pazeminātu līdz 3,40. -3,45 V. Tikt galā ar šo uzdevumu palīdz “gudrie” lādētāji, kas automātiskajā režīmā vispirms pilnībā papildina energoapgādi un tad pazemina sprieguma līmeni.
Darbības laikā ir jāuzrauga šūnu līdzsvars vai jāizmanto speciāli balansēšanas dēļi (tie jau ir iebūvēti elektromobiļa akumulatorā). Šūnu nelīdzsvarotība ir stāvoklis, kad kopējais ierīces spriegums paliek nominālā līmenī, bet šūnas spriegums kļūst atšķirīgs.
Šī parādība rodas atsevišķu sekciju pretestības atšķirības un slikta kontakta starp tām dēļ. Ja elementiem ir atšķirīgs spriegums, tad tie uzlādējas un izlādējas nevienmērīgi, kas būtiski samazina akumulatora kalpošanas laiku.
Akumulatora nodošana ekspluatācijā
Pirms litija-fosfora akumulatoru izmantošanas, kas samontēti no atsevišķām šūnām, jārūpējas par sistēmas līdzsvarošanu, jo sekcijām var būt dažādi uzlādes līmeņi. Lai to izdarītu, visas sastāvdaļas ir savienotas paralēli viena otrai un savienotas ar taisngriezi un lādētāju. Šādā veidā savienotās šūnas jāuzlādē līdz 3,6 V.
Izmantojot litija dzelzs fosfāta akumulatoru elektriskajam velosipēdam, jūs droši vien ievērojāt, ka pirmajās darbības minūtēs akumulators ražo maksimālo jaudu, un pēc tam uzlāde strauji pazeminās līdz 3,3-3,0 V līmenim. Nebaidieties no tā, jo tā ir normāla akumulatora darbība. Fakts ir tāds, ka tā galvenā jauda (apmēram 90%) atrodas tieši šajā diapazonā.
Secinājums
Efektivitāte ir par 20-30% augstāka nekā citām baterijām. Tajā pašā laikā tie kalpo 2-3 gadus ilgāk nekā citi elektroenerģijas avoti, kā arī nodrošina stabilu strāvu visā darbības laikā. Tas viss labvēlīgā gaismā izceļ prezentētos elementus.
Tomēr lielākā daļa cilvēku turpinās ignorēt litija dzelzs fosfāta baterijas. Akumulatoru plusi un mīnusi nobāl salīdzinājumā ar to cenu – tas ir 5-6 reizes vairāk nekā mums ierastajām svina-skābes šūnām. Šāds akumulators automašīnai maksā vidēji aptuveni 26 tūkstošus rubļu.
