إذا كنت تقوم ببناء نظام الطاقة خارج الشبكة، من المحتمل أن تستخدمه بطاريات LiFePO4. هذه البطاريات أكثر أمانًا وتدوم لفترة أطول من بطاريات الرصاص الحمضية القديمة.
ومع ذلك، فإنهم يعملون بشكل مختلف. لا يمكنك تخمين مدى امتلاء البطارية بمجرد النظر إلى الجهد. يجب عليك أيضًا برمجة أجهزتك بالأرقام الصحيحة. إذا استخدمت الإعدادات الخاطئة، فقد يؤدي ذلك إلى تلف البطارية.
يوفر هذا الدليل المخططات والأرقام البسيطة التي تحتاجها لإعداد نظامك.
أساسيات حول جهد بطارية LiFePO4
لفهم بطاريتك، اعرف أن أ “خلية” هي وحدته الأساسية. تحتوي حزمة البطارية على عدة خلايا متصلة.
تحتوي كل خلية LiFePO4 على جهد اسمي يبلغ 3.2 فولت، وهو متوسط الجهد أثناء الاستخدام. النطاق الآمن هو 2.5 فولت إلى 3.65 فولت.
تتميز بطاريات LiFePO4 بمنحنى تفريغ مسطح، لذلك يبقى الجهد ثابتًا أثناء الاستخدام، على عكس بطاريات السيارات التي ينخفض فيها الجهد بشكل ثابت. هذه الكفاءة تجعل من الصعب قياس الطاقة المتبقية.
مخطط جهد LiFePO4: 12 فولت، 24 فولت، و48 فولت
توضح الرسوم البيانية التالية جهد الراحة، والذي يتم قياسه عندما لا يتم شحن البطارية أو تشغيل الأجهزة. انتظر 30 دقيقة على الأقل بعد الاستخدام قبل التحقق من هذا الرقم.
| النسبة المئوية (SOC) | 1 خلية | 12 فولت | 24 فولت | 48 فولت |
| شحن 100% | 3.65 فولت | 14.6 فولت | 29.2 فولت | 58.4 فولت |
| راحة 100% | 3.40 فولت | 13.6 فولت | 27.2 فولت | 54.4 فولت |
| 90% | 3.35V | 13.4 فولت | 26.8 فولت | 53.6 فولت |
| 80% | 3.32 فولت | 13.3 فولت | 26.6 فولت | 53.1 فولت |
| 70% | 3.30 فولت | 13.2 فولت | 26.4 فولت | 52.8 فولت |
| 60% | 3.27 فولت | 13.1 فولت | 26.1 فولت | 52.3 فولت |
| 50% | 3.26 فولت | 13.0 فولت | 26.1 فولت | 52.2 فولت |
| 40 ٪ | 3.25 فولت | 13.0 فولت | 26.0 فولت | 52.0 فولت |
| 30% | 3.22 فولت | 12.9 فولت | 25.8 فولت | 51.5 فولت |
| 20% | 3.20 فولت | 12.8 فولت | 25.6 فولت | 51.2 فولت |
| 10% | 3.00 فولت | 12.0 فولت | 24.0 فولت | 48.0 فولت |
| 0% | 2.50 فولت | 10.0 فولت | 20.0 فولت | 40.0 فولت |
معلمات شحن بطارية LiFePO4
يجب عليك برمجة جهاز التحكم بالشحن الشمسي أو العاكس بالحدود الصحيحة.
على عكس بطاريات الرصاص الحمضية، فإن بطاريات LiFePO4 حساسة للجهد العالي. إذا ذهبت إلى مستوى عالٍ جدًا، فسيقوم نظام إدارة البطارية (BMS) الموجود داخل البطارية بإيقاف تشغيلها للحماية.
استخدم هذه الإعدادات كخط أساسي واستشر دائمًا دليل العلامة التجارية للبطارية.
| الجهد نورنيمال | 3.2 فولت | 12 فولت/12.8 فولت | 24 فولت/25.6 فولت | 48 فولت/51.2 فولت |
| شحن الجهد | 3.5 فولت-3.65 فولت | 14.2 فولت-14.6 فولت | 28.4 فولت-29.2 فولت | 56.8 فولت-58.4 فولت |
| تعويم الجهد | 3.2 فولت | 13.6 فولت | 27.2 فولت | 54.4 فولت |
| الأعلى. الجهد االكهربى | 3.65 فولت | 14.6 فولت | 29.2 فولت | 58.4 فولت |
| دقيقة. الجهد االكهربى | 2.5 فولت | 10 فولت | 20 فولت | 40 فولت |
بطاريات LiFePO4 كبيرة الحجم وتطفو وتعادل الفولتية
سوف ترى هذه الشروط في إعدادات المعدات الخاصة بك. إليك ما يقصدونه وما هي الأرقام التي يجب استخدامها.
الجهد السائب (الامتصاص): هذا هو الجهد المستخدم لشحن البطارية من فارغة إلى ممتلئة. وهو أعلى جهد يصل إليه الشاحن.
- نظام 12 فولت: 14.2 فولت إلى 14.6 فولت
- نظام 24 فولت: 28.4 فولت إلى 29.2 فولت
- نظام 48 فولت: 56.8 فولت إلى 58.4 فولت
الجهد العائم: بمجرد امتلاء البطارية، يسقط الشاحن الجهد. هذا يحافظ على الشحن دون الضغط على الخلايا.
- نظام 12 فولت: 13.5 فولت إلى 13.6 فولت
- نظام 24 فولت: 27.0 فولت إلى 27.2 فولت
- نظام 48 فولت: 54.0 فولت إلى 54.4 فولت
معادلة الجهد: المعادلة عبارة عن شحن زائد يتم التحكم فيه يستخدم لبطاريات الرصاص الحمضية لتنظيف الألواح.
- الإعداد: إيقاف أو معطل.
- تحذير: لا تستخدم المعادل على بطاريات LiFePO4. إنه يسبب جهدًا عاليًا يمكن أن يؤدي إلى تلف خلايا الليثيوم بشكل دائم.
بطاريات LiFePO4: عمليات الشحن والتفريغ
يتغير سلوك البطارية اعتمادًا على دخول الطاقة أو خروجها.
عملية الشحن
عند شحن البطارية، يرتفع الجهد.
يقوم الشاحن بإدخال تيار ثابت حتى يصل الجهد إلى الإعداد المجمع (مثل 14.4 فولت). ثم ينخفض التيار عندما تمتص البطارية الجزء الأخير من الطاقة.
عملية التفريغ
عند استخدام البطارية، ينخفض الجهد.
- كامل: يبدأ عاليًا (حوالي 13.6 فولت أو أعلى).
- الأوسط: ينخفض بسرعة إلى حوالي 13.3 فولت ويبقى هناك معظم اليوم. هذا هو الجزء المسطح من المنحنى.
- فارغ: بمجرد أن يصل إلى حوالي 12.9 فولت، فإنه ينخفض. أقل من 12.8 فولت، سينخفض الجهد بسرعة كبيرة. وهذا ما يسمى في كثير من الأحيان “جرف.”
هل يؤثر الجهد على أداء بطارية LiFePO4؟
نعم، يؤثر الجهد الكهربي على كيفية عمل نظامك.
- السعة: يرتبط الجهد والقدرة بشكل مباشر – يزيد الجهد العالي من السعة، مما يسمح للبطارية بتخزين المزيد من الطاقة وتزويد الأجهزة بالطاقة لفترة أطول.
- العمر الافتراضي: تدوم بطاريات LiFePO4 عالية الجهد لفترة أطول ويمكنها التعامل مع المزيد من الدورات. إن الحفاظ على الجهد الأمثل يمنع الانفلات الحراري والتفاعلات الكيميائية غير المكتملة والتدهور.
- الشحن: يؤثر جهد البطارية على سلامة وكفاءة الشحن. يؤدي الجهد الكهربي غير الصحيح إلى ارتفاع درجة الحرارة أو الشحن الزائد، مما يضر بالأداء والصحة والعمر الافتراضي.
- التفريغ: يؤدي التفريغ تحت الجهد الموصى به إلى إتلاف البطارية بشكل دائم وتقصير عمرها.
- الكفاءة: الجهد العالي يحسن كفاءة توصيل الطاقة.
كيفية التحقق من سعة بطارية LiFePO4
استخدام الفولتميتر للتحقق من مدى امتلاء البطارية لا يعمل بشكل جيد.
نظرًا لأن منحنى الجهد مسطح جدًا، فإن الفرق بين البطارية عند 40% ممتلئة و70% صغير جدًا. قد يكون 0.1 فولت فقط. أجهزة قياس الفولتميتر الرخيصة ليست دقيقة بما يكفي لقراءة هذا الاختلاف.
الحل يجب عليك استخدام أ التحويلة الذكية.
- Smart Shunt عبارة عن جهاز مثبت على كابل البطارية السالب.
- يقوم بحساب كل أمبير من الطاقة التي تدخل في البطارية.
- يقوم بحساب كل أمبير يخرج من البطارية.
- يقوم بحساب النسبة المئوية الدقيقة (حالة الشحن) ويعرضها على الشاشة أو على هاتفك.
خاتمة
تعتبر بطاريات LiFePO4 ممتازة للحياة خارج الشبكة، ولكنها تتطلب الاهتمام بالتفاصيل.
- حفظ الجهد الاسمي: 3.2 فولت لكل خلية.
- قم ببرمجة الشاحن الخاص بك: استخدم أرقام السائبة والعائمة المذكورة أعلاه.
- تعطيل المعادلة: هذا يحمي البطارية من التلف.
- تجاهل الجهد الكهربي للفحوصات اليومية: استخدم Smart Shunt لتعرف بالضبط مقدار الطاقة المتبقية لديك.
التعليمات
لماذا تقرأ بطاريتي 13.3 فولت بعد أن قمت بشحنها إلى 14.6 فولت؟
هذا أمر طبيعي. 14. 6 فولت هو جهد الشحن، وتعود البطارية إلى جهد الراحة بعد الشحن. يعني جهد الراحة البالغ 13.6 فولت أنه مشحون بالكامل، ولكنه ينخفض إلى 13.3 فولت مع الحد الأدنى من الاستخدام.
هل يمكنني استخدام شاحن الرصاص الحمضي؟
استخدمه فقط إذا كان بإمكانك تعطيل “إزالة الكبريت” أو “معادلة” وضع. إذا تجاوز الشاحن 14.6 فولت، فسيؤدي ذلك إلى تلف بطارية الليثيوم 12 فولت. يعد استخدام الشاحن المصمم للليثيوم أكثر أمانًا.
في أي جهد يجب أن أقوم بفصل الحمل الخاص بي؟
بالنسبة لنظام 12 فولت، توقف عن استخدام البطارية عند 12.0 فولت للحفاظ على بعض الطاقة. يؤدي استنزافها إلى 10.0 فولت إلى إيقاف تشغيل BMS، مما قد يتطلب شاحنًا خاصًا لإعادة تشغيل البطارية.
