En omfattende LiFePO4 batterispændingsoversigt

Hvis du bygger en off-grid strømsystem, du sandsynligvis bruger LiFePO4 batterier. Disse batterier er sikrere og holder længere end ældre bly-syre-batterier.

De fungerer dog anderledes. Du kan ikke gætte, hvor fyldt batteriet er bare ved at se på spændingen. Du skal også programmere dit udstyr med de rigtige numre. Hvis du bruger de forkerte indstillinger, kan du beskadige batteriet.

Denne vejledning indeholder de enkle diagrammer og tal, du skal bruge for at konfigurere dit system.

Grundlæggende om LiFePO4 batterispænding

For at forstå dit batteri skal du vide, at en “celle” er dens grundlæggende enhed. En batteripakke indeholder flere forbundne celler.

Hver LiFePO4-celle har en nominel spænding på 3,2V, hvilket er dens gennemsnitlige spænding under brug. Dens sikre rækkevidde er 2,5V til 3,65V.

LiFePO4-batterier har en flad afladningskurve, så spændingen forbliver stabil under brug, i modsætning til bilbatterier, hvor spændingen falder støt. Denne effektivitet gør det svært at måle den resterende energi.

LiFePO4 spændingsdiagram: 12V, 24V og 48V

Følgende diagrammer viser hvilespændingen, som måles, når batteriet hverken oplader eller forsyner enheder med strøm. Vent mindst 30 minutter efter brug, før du tjekker dette nummer.

LiFePO4 batteriopladningsparametre

Du skal programmere din solcelleladeregulator eller inverter med de rigtige grænser.

I modsætning til bly-syre-batterier er LiFePO4-batterier følsomme over for højspænding. Hvis du går for højt, vil Battery Management System (BMS) inde i batteriet slukke for det for beskyttelse.

Brug disse indstillinger som udgangspunkt, og se altid dit batterimærkes manual.

LiFePO4-batterier bulk, flyder og udligner spændinger

Du vil se disse udtryk i dine udstyrsindstillinger. Her er, hvad de betyder, og hvilke tal der skal bruges.

Bulk Voltage (Absorption): Dette er den spænding, der bruges til at oplade batteriet fra tomt til fuldt. Det er den højeste spænding opladeren vil nå.

• 12V system: 14,2V til 14,6V
• 24V system: 28,4V til 29,2V
• 48V system: 56,8V til 58,4V

Float Voltage: Når batteriet er fuldt, falder opladeren spændingen. Dette fastholder ladningen uden at stresse cellerne.

• 12V System: 13,5V til 13,6V
• 24V System: 27,0V til 27,2V
• 48V System: 54,0V til 54,4V

Udligning af spænding: Udligning er en kontrolleret overladning, der bruges til bly-syre-batterier til at rense pladerne.

• Indstilling: FRA eller Deaktiveret.
• Advarsel: Brug ikke udligning på LiFePO4-batterier. Det forårsager højspænding, der permanent kan beskadige lithiumceller.

LiFePO4-batterier: Opladnings- og afladningsprocesser

Batteriets adfærd ændrer sig afhængigt af, om energien går ind eller ud.

Opladningsprocessen

Når du oplader batteriet, stiger spændingen.

Opladeren tilslutter konstant strøm, indtil spændingen rammer Bulk-indstillingen (såsom 14,4V). Derefter falder strømmen, efterhånden som batteriet absorberer den sidste smule energi.

Udledningsprocessen

Når du bruger batteriet, falder spændingen.

1. Fuld: Den starter højt (omkring 13,6V eller højere).
2. Mellem: Den falder hurtigt til omkring 13,3V og bliver der det meste af dagen. Dette er den flade del af kurven.
3. Tom: Når den først rammer omkring 12,9V, er den ved at være lav. Under 12,8V vil spændingen falde meget hurtigt. Dette kaldes ofte “klint.”

Påvirker spænding LiFePO4-batteriydelsen?

Ja, spænding påvirker hvordan dit system kører.

1. Kapacitet: Spænding og kapacitet hænger direkte sammen – højere spænding øger kapaciteten, hvilket gør det muligt for batteriet at lagre mere energi og forsyne enheder længere.
2. Levetid: Højspændings LiFePO4-batterier holder længere og kan klare flere cyklusser. Vedligeholdelse af optimal spænding forhindrer termisk løb, ufuldstændige kemiske reaktioner og nedbrydning.
3. Opladning: Batterispænding påvirker opladningssikkerhed og effektivitet. Forkert spænding forårsager overophedning eller underopladning, hvilket skader ydeevne, sundhed og levetid.
4. Afladning: Afladning under anbefalet spænding beskadiger permanent batteriet og forkorter dets levetid.
5. Effektivitet: Højere spænding forbedrer strømforsyningseffektiviteten.

Sådan kontrolleres LiFePO4-batterikapaciteten

Det fungerer ikke godt at bruge et voltmeter til at kontrollere, hvor fyldt dit batteri er.

Fordi spændingskurven er så flad, er forskellen mellem et batteri ved 40% fuldt og 70% fuldt meget lille. Det er måske kun 0,1 volt. Billige voltmetre er ikke nøjagtige nok til at aflæse denne forskel.

Løsningen Du bør bruge en Smart Shunt.

• En Smart Shunt er en enhed installeret på det negative batterikabel.
• Den tæller hver ampere energi, der går ind i batteriet.
• Den tæller hver forstærker, der forlader batteriet.
• Den beregner den nøjagtige procentdel (State of Charge) og viser den på en skærm eller din telefon.

Konklusion

LiFePO4-batterier er fremragende til at leve uden for nettet, men de kræver opmærksomhed på detaljer.

• Husk den nominelle spænding: 3,2V pr. celle.
• Programmer din oplader: Brug Bulk- og Float-numrene angivet ovenfor.
• Deaktiver udligning: Dette beskytter dit batteri mod beskadigelse.
• Ignorer spændingen til daglige kontroller: Brug en Smart Shunt for at vide præcis, hvor meget strøm du har tilbage.

FAQ

Hvorfor læser mit batteri 13,3V, efter jeg lige har opladet det til 14,6V?

Dette er normalt. 14. 6V er ladespændingen, og batteriet vender tilbage til sin hvilespænding efter opladning. En hvilespænding på 13,6V betyder, at den er fuldt opladet, men den falder til 13,3V med minimal brug.

Kan jeg bruge en blysyreoplader?

Brug det kun, hvis du kan deaktivere “afsulfatering” eller “udligne” mode. Hvis opladeren overstiger 14,6V, vil det beskadige dit 12V lithiumbatteri. Det er mere sikkert at bruge en oplader designet til lithium.

Ved hvilken spænding skal jeg afbryde min belastning?

For et 12V-system skal du stoppe med at bruge batteriet ved 12,0V for at bevare noget strøm. Aftapning til 10.0V udløser BMS-nedlukningen, hvilket muligvis kræver en speciel oplader for at genstarte batteriet.