LiFePO4 és lítium-ion

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Egyedi LiFePO4 cellák névleges feszültsége körülbelül 3,2 V vagy 3,3 V. Több cellát használunk sorozatban (általában 4-et) lítium-vas-foszfát akkumulátor készítéséhez.

• Négy lítium-vas-foszfát-cellával sorozatban nagyjából ~ 12,8–14,2 voltos akkumulátort kapunk, amikor megteltük. Ez a legközelebbi dolog, amit meg fogunk találni egy hagyományos ólom-sav vagy AGM akkumulátorhoz.
• A lítium-vas-foszfát sejtek nagyobb sejtsűrűséggel rendelkeznek, mint az ólomsav, a tömeg egy részénél.
• A lítium-vas-foszfát sejtek sejtsűrűsége kisebb, mint a lítium-ion. Ezáltal kevésbé illékonyak, biztonságosabbak a használatuk, és az AGM csomagok szinte egy-egy helyettesítését kínálja.
• Ahhoz, hogy ugyanolyan sűrűséget érjünk el, mint a lítium-ion cellákkal, lítium-vas-foszfát-cellákat párhuzamosan kell raknunk, hogy növeljük kapacitásukat. Tehát a lítium-ion cella azonos kapacitású lítium-foszfát akkumulátorcsomagjai nagyobbak lesznek, mivel ugyanazon kapacitás eléréséhez több cellára van szükség párhuzamosan.
• A lítium-vas-foszfát cellák felhasználhatók magas hőmérsékleti környezetben is, ahol a lítium-ion cellákat soha nem szabad +60 Celsius fok fölött használni.
• A lítium-vas-foszfát akkumulátor tipikus becsült élettartama 1500–2000 töltési ciklus akár 10 évig.
• Általában egy lítium-vas-foszfát-csomag tartja a töltését 350 napig.
• a lítium-vas-foszfát cellák négyszeres (négyszeres) kapacitással rendelkeznek ólomsav-elemekkel.

Lítium-ion

Egyedi Lítium-ion a cellák névleges feszültsége általában 3,6 V vagy 3,7 volt. ~ 12 voltos lítium-ion akkumulátor csomag készítéséhez több cellát használunk sorozatban (általában 3-at).

• Ahhoz, hogy lítium-ion cellákat használjunk egy 12 V-os energiabankhoz, sorba helyezzük őket 3-as sorrendben, hogy 12,6 V-os csomagot kapjunk. Ez a legközelebbi lítium-ion cellák használatával a zárt ólomsav-akkumulátor névleges feszültségéhez
• A lítium-ion sejtek nagyobb sejtsűrűséggel bírnak, mint a lítium-vas-foszfáttal kapcsolatban, amiről fent beszéltünk. Ez azt jelenti, hogy kevesebbet használunk a kívánt kapacitáshoz. A nagyobb sejtsűrűség a nagyobb illékonyság drága oldalain jelentkezik.
• Mint a lítium-vas-foszfáttal, a lítium-ion cellákat is párhuzamosan egymásra rakhatjuk, így növeljük a csomagok kapacitását.
• A lítium-ion akkumulátorok tipikus becsült élettartama két-három év vagy 300–500 töltési ciklus.
• Általában a lítium-ion csomagolás 300 napig tart.

Csomagolási feszültségek

Ezt a részt hozzáadom az egyik Facebook-követőnk visszajelzése alapján.
Az ok, amiért 3 cellát használunk sorozatban a lítium-ion akkumulátorokhoz, a feszültség. Egy 4S lítiumion-csomag túl magas feszültséggel rendelkezik (~ 16,8v), ha tele van. Ezzel szemben vannak olyan rádiók, amelyek nagyobb feszültséget igényelnek, mint amennyit a 3s lítium-ion csomag alacsony oldala a feszültséggörbéjének végén képes biztosítani. Ha továbbra is egy 4S lítiumion-csomagot akarunk használni, akkor a feszültség kimenetének kezeléséhez integrálnunk kell egy DC DC szabályozót. Vagy, amint a második bekezdésben utaltam rá, használhatunk lítium-vas-foszfát sejteket is, amelyek 14,2–14,4 V-os töltöttséggel rendelkeznek. Ez a legtöbb rádió esetében tökéletesen megfelel, de olvassa el a rádió feszültségigényét.

Töltés

a lítium-vas-foszfát + lítium-ion cellák töltése nagyon hasonló. Mindkettő állandó áramot, majd állandó feszültséget használ a töltéshez. Ha a csatorna egyik DIY akkumulátoráról beszélünk, akkor a napelemet vagy az asztali töltést általában két darab fogaskerék hajtja végre.

• Először megvan a feszültség és az áram forrás. Ez lehet állítható doboz, vagy például egy napelem.
• Ezután megkapjuk a töltésvezérlőt. Ez szabályozza a feszültség / áram forrásból származó feszültséget és áramot, táplálva a BMS-t.
• Végül a BMS továbbítja a szabályozott feszültséget a csomaghoz. Ezenkívül kivezeti a feszültséget azon cellákból is, amelyek feszültsége nagyobb, mint a többieknél. Ez lehetőséget ad a többieknek arra, hogy utolérjék. Annak ellenére, amit a Bioenno mond, soha ne csatlakoztasson közvetlenül nem szabályozott forrást az akkumulátorhoz (BMS vagy sem!).

Hideg időjárás

Mint minden elemnél, a hideg befolyásolja a lítium-ion vagy lítium-vas-foszfát cellák töltési képességét. Tehát tennünk kell valamit annak érdekében, hogy az akkumulátor ne essen lefagyás alá. Az akkumulátor töltése az egyik ok, amiért hideg időben menedéket telepítek. Viszonylag könnyű a hőmérsékletet a menedék belsejében fagyás felett tartani, míg a napenergia vagy a generátor a sátoron kívül marad. Az egyik trükk, hogy ezeket a sejteket megfagyás felett tartsák, a rádióberendezés tartása a házban. Az összes rádió hőt ad, így korlátozva (bizonyos mértékben) a szellőztetést, a rádióból származó hő jelentősen melegíti az akkumulátor körüli helyet. Egy másik trükk az, ha kémiai kézi melegítőket használunk az elemtartó közelében vagy annak belsejében. A lényeg a józan ész használata. Mivel tudjuk, hogy nem szabad feltölteni az elemeket fagypont alatt, ezért egyszerűen megváltoztathatjuk a működési gyakorlatot.

Kiegyensúlyozó

Ha egynél több cellával rendelkező csomagot épít, sorozatban kell kiegyenlítenie a csomagban vagy a töltőben lévő cellákat.
Fontos rámutatni arra, hogy valaki létrehozhat egy YouTube videót vagy blogot, amely megmutatja, hogyan kell elkészíteni a csomagot, nem feltétlenül jelenti azt, hogy pontosan tudják, mit csinálnak.
A lényeg az, hogy vagy manuálisan kell egyensúlyoznia a sejteket, vagy aktívan kell egyensúlyoznia a sejteket. ha az egyik akkumulátorcsomagomat építi, ÉS ezt a csomagot fogja használni, miközben egyszerre tölti és üríti, az aktív kiegyensúlyozás az út. Másrészről, ha csak ezt a csomagot használja kiürítésre, ha kihozza őket a mezőre kisülés céljából, majd tölt, ha hazaért, akkor technikailag nincs szüksége kiegyenlítésre a csomagolás közben. Ha a cellákat teljes 4 vagy 3 csomagként tölti fel, akkor egyensúlyi töltésre van szüksége, vagy külön kell töltenie. Természetesen, ha 18650 akkumulátort használ, és a töltő egyszerre több cellát tölt fel, akkor minden rendben!

BMS kiválasztása

A következő bekezdés csak azokra vonatkozik, akik teljes akkumulátort szeretnének gyártani. Most, hogy elolvasta a fenti bekezdéseket, megérti, hogy a lítium-ion és a lítium-vas-foszfát közötti feszültség egyedi. Ez azt is jelenti, hogy az akkumulátorokhoz használt BMS a lítium-ionra vagy lítium-vas-foszfátra vonatkozik. A csatorna projektjeiben különféle kiegyensúlyozó táblák találhatók. A kiegyensúlyozó táblákat az általunk igényelt képességek alapján választjuk meg. A tábla kiválasztása előtt tudnunk kell:

• Hány erősítőt akarunk áthúzni a táblán
• Hány cella van sorban
• Függetlenül attól, hogy lítium-ion vagy lítium-vas-foszfát-cellákat használunk-e
• Kínál a tábla cella kiegyensúlyozást (ha BMS-t használsz, mindig kapj meg cella kiegyensúlyozással)

Ha megvan ezek a számok, akkor ezekkel kiválaszthatja a szállítójától a megfelelő BMS-t. Még csak az árát sem szabad megnéznie, amíg meg nem érti az igényeit. Az eBay és az Alibaba eladókkal is foglalkoznia kell. Gyakran helytelenül címkézik a BMS táblákat sokkal nagyobb képességekkel, mint amelyek valójában biztosítják. Tehát használja a józan észét. Ha tudom, hogy 15 ampert húzok ki a BMS-ből, általában az eBay-ből vásárolok egyet, amely 30 amperre van méretezve.
Miért érdemes integrálni a BMS-t a projektbe? A jó BMS ezeket a funkciókat is kínálja:

• Túlfeszültség védelem
• Túlfeszültség-védelem
• Rövidzárlat-védelem
• Kiegyensúlyozó

Amikor az emberek azt mondják, hogy ne használjon BMS-t, vagy nincs szükség kiegyensúlyozásra, akkor ezt megteszik anélkül, hogy megértsék a BMS által nyújtott kiegészítő védelmet. Szellemi táplálék!

Lítium vs SLA kisülési grafikon

Időnként, bármennyire is próbálok, az operátorok továbbra is fenntartják azt az illúziót, hogy az azonos kapacitású zárt ólomsav-elem nem különbözik vagy még jobb, mint egy lítium-ion vagy lítium-vas-foszfát csomag. Ez általában az áron alapul. Teljesen ostobaság!
Itt van néhány tény.

• Az ólomsavas akkumulátor használatának első számú oka a súly. A lítium és a lítium-vas-foszfát csomagolás a tömeg egy töredéke, miközben nagyobb sejtsűrűséget kínál. Ez megnöveli a működési időt vagy a képességünket, hogy sokkal hosszabb tápfeszültséget nyújtson a szántóföldön, méret / tömeg növekedése nélkül.
• A kicsi, zárt ólom-sav akkumulátorok rendkívüli feszültségcsökkenést mutatnak nagy terhelés esetén. Soha nem tervezték nagy teljesítményű alkalmazásokhoz. Valójában a kicsi, lezárt ólom-sav-akkumulátorokat úgy tervezték, hogy hosszú ideig kis terhelésük legyen rájuk. A modern, 100 wattos rádió tipikus 15 és 20 amperének alkalmazásával jelentős feszültségcsökkenés tapasztalható meg. A megfelelően felépített lítium-ion vagy lítium-vas-foszfát-csomag nem mutat ugyanolyan feszültségcsökkenést, mint az ólom-sav akkumulátor. Valójában terhelés alatt a feszültség viszonylag sima, miközben a lítium-ion és a lítium-vas-foszfát-csomagok kisülnek.
• Az egyik illúzió a lítium-ionról vagy a lítium-vas-foszfát akkumulátorokról: „nehéz feltölteni”. Valójában a lítium-ion és a lítium-vas-foszfát csomagolások könnyebben tölthetők, mint egy lezárt ólom-sav akkumulátorok, ha csak szem előtt tartjuk. Csak annyit kell tudnunk, hogy hány cellánk van sorozatban, és az egyes cellák feszültsége a csomagban. Ezután használja ezt a számot az állandó feszültség állandó áramának a csomagolásához történő alkalmazására. Ez alapvető matematika! A lítium vagy lítium-vas-foszfát csomagok töltésekor nincs úszófeszültség vagy fázis. Csak állandó feszültség állandó áram. Amikor az akkumulátor eléri a feszültséggörbe tetejét, megtelt. Nincs lebegés vagy abszorpció. Csak akkor tele van, amikor eléri a feszültséggörbe csúcsát.

Tehát nagyon sok félrevezető információ van az interneten. Még több a YouTube-on, olyan YouTube-ok által vezérelt, akik vagy nem tudják, vagy még nem végezték el a kutatást. Nem becsapjuk őket, de fontos, hogy mindannyian saját kutatást végezzünk. Egyetértek azzal, hogy a felületén úgy tűnik, hogy egy ólomsav akkumulátort olcsóbban vásárolhatnánk, mint a lítium-ion vagy a lítium-vas-foszfát csomagolást. Olyan sok más dolgot kell megnéznünk, amelyek túlmutatnak az áron, és amelyek valódi választ adnak erre a kérdésre. Még egyetlen projektben sem fontolom meg az ólomsavas elemek használatát. Így a lítium-ion és a lítium-foszfát marad. Melyiket kellene használni egy projektben? Nos, így választom.

• Ha megpróbálom ultra könnyű gyalog megtenni nagy távolságot, valószínűleg a lítium-ion a jobb út. A nagyobb sejtsűrűség hosszabb időt biztosít a kisebb csomagolásban, mint a lítium-foszfát,
• Ha valami könnyű munkát keresek, nagyobb mennyiség wattórát a 3S Li-Ion alatt, ahol hagyományosan az SLA akkumulátort használtam, a LiFePO4 a jobb választás.
• Ha a legjobb beruházást keresem az akkumulátorok tárolására egy kikapcsolt rácsos napelemes generátorban, akkor az 1500–2000 ciklus, a nulla karbantartás és a 10 vagy annál több év nagyon csodálatosnak tűnik.

Mint a világon, a projektjeink eredményei az általunk végzett kutatásokon alapulnak. Gyakran kritikát kap azért, hogy nem publikálunk ilyen sok videót, de amikor elvégzi a kutatást és a háttérmunkát, lehetetlen mindennapi régi mocskos videót dobni. Ugyanaz a kutató srácok. Végül nagyon kifizetődő lesz.

Utazás lítium elemekkel

A szabályok az egyik joghatóságról a másikra olyan könnyen változnak, mint a nap éjszakává válik. Jelenleg úgy tűnik, hogy a lítium-akkumulátorokra a legszigorúbb korlátozások vonatkoznak Észak-Amerikába vagy onnan indulva. Mind az FAA, mind a TSA weboldalak szerint a 100 watt-t meghaladó lítium akkumulátorok megengedhetők hordtáskákban légitársaság jóváhagyásával, de utasakonként két tartalék elemre korlátozódnak. A laza lítium elemeket tilos ellenőrzött zsákokban tartani. Sem az FAA, sem a TSA nem tesz különbséget a lítium-ion vagy a lítium-vas-foszfát között.