Wenn Sie eine bauen netzunabhängiges Stromversorgungssystem, verwenden Sie wahrscheinlich LiFePO4-Batterien. Diese Batterien sind sicherer und halten länger als ältere Blei-Säure-Batterien.
Sie funktionieren jedoch unterschiedlich. Anhand der Spannung lässt sich nicht erraten, wie voll die Batterie ist. Sie müssen Ihre Ausrüstung auch mit den richtigen Nummern programmieren. Wenn Sie die falschen Einstellungen verwenden, kann der Akku beschädigt werden.
Dieses Handbuch enthält die einfachen Diagramme und Zahlen, die Sie zum Einrichten Ihres Systems benötigen.
Grundlagen zur LiFePO4-Batteriespannung
Um Ihre Batterie zu verstehen, wissen Sie Folgendes: a “Zelle” ist seine Grundeinheit. Ein Akkupack enthält mehrere verbundene Zellen.
Jede LiFePO4-Zelle hat eine Nennspannung von 3,2 V, was der durchschnittlichen Spannung während des Gebrauchs entspricht. Sein sicherer Bereich liegt zwischen 2,5 V und 3,65 V.
LiFePO4-Batterien haben eine flache Entladekurve, sodass die Spannung während des Gebrauchs konstant bleibt, im Gegensatz zu Autobatterien, bei denen die Spannung stetig abfällt. Diese Effizienz macht es schwierig, die verbleibende Energie abzuschätzen.
Das LiFePO4-Spannungsdiagramm: 12 V, 24 V und 48 V
Die folgenden Diagramme zeigen die Ruhespannung, die gemessen wird, wenn der Akku weder lädt noch Geräte mit Strom versorgt. Warten Sie nach der Verwendung mindestens 30 Minuten, bevor Sie diese Zahl überprüfen.
| Prozentsatz (SOC) | 1 Zelle | 12V | 24V | 48V |
| 100 % Aufladung | 3.65 V | 14,6 V | 29,2V | 58,4 V |
| 100 % Ruhe | 3,40 V | 13,6 V | 27,2V | 54,4 V |
| 90 % | 3,35 V | 13,4 V | 26,8 V | 53,6 V |
| 80 % | 3,32 V | 13,3 V | 26,6 V | 53,1 V |
| 70 % | 3,30 V | 13,2 V | 26,4 V | 52,8 V |
| 60 % | 3,27 V | 13,1 V | 26,1 V | 52,3 V |
| 50 % | 3,26 V | 13,0 V | 26,1 V | 52,2V |
| 40% | 3,25 V | 13,0 V | 26,0 V | 52,0 V |
| 30 % | 3,22 V | 12,9 V | 25,8 V | 51,5V |
| 20 % | 3,20 V | 12,8 V | 25,6 V | 51,2V |
| 10 % | 3,00 V | 12,0 V | 24,0 V | 48,0 V |
| 0% | 2,50 V | 10,0 V | 20,0 V | 40,0 V |
Ladeparameter für LiFePO4-Batterien
Sie müssen Ihren Solarladeregler oder Wechselrichter mit den richtigen Grenzwerten programmieren.
Im Gegensatz zu Blei-Säure-Batterien reagieren LiFePO4-Batterien empfindlich auf Hochspannung. Wenn Sie zu hoch gehen, schaltet das Batteriemanagementsystem (BMS) in der Batterie diese zum Schutz ab.
Verwenden Sie diese Einstellungen als Grundlage und konsultieren Sie immer das Handbuch Ihrer Batteriemarke.
| Normalspannung | 3,2V | 12V/12,8V | 24V/25,6V | 48V/51,2V |
| Ladespannung | 3,5 V-3,65 V | 14,2V-14,6V | 28,4 V-29,2 V | 56,8 V-58,4 V |
| Floate-Spannung | 3,2V | 13,6 V | 27,2V | 54,4 V |
| Max. Stromspannung | 3.65 V | 14,6 V | 29,2V | 58,4 V |
| Min. Stromspannung | 2,5V | 10V | 20V | 40V |
LiFePO4-Batterien laden Spannungen auf, schweben und gleichen Spannungen aus
Diese Begriffe werden Ihnen in Ihren Geräteeinstellungen angezeigt. Hier erfahren Sie, was sie bedeuten und welche Zahlen Sie verwenden sollten.
Bulk-Spannung (Absorption): Dies ist die Spannung, mit der die Batterie von leer auf voll aufgeladen wird. Dies ist die höchste Spannung, die das Ladegerät erreichen kann.
- 12V-System: 14,2 V bis 14,6 V
- 24V-System: 28,4 V bis 29,2 V
- 48V-System: 56,8 V bis 58,4 V
Erhaltungsspannung: Sobald die Batterie voll ist, senkt das Ladegerät die Spannung. Dadurch bleibt die Ladung erhalten, ohne die Zellen zu belasten.
- 12-V-System: 13,5 V bis 13,6 V
- 24-V-System: 27,0 V bis 27,2 V
- 48-V-System: 54,0 V bis 54,4 V
Spannungsausgleich: Der Spannungsausgleich ist eine kontrollierte Überladung, die bei Blei-Säure-Batterien zum Reinigen der Platten verwendet wird.
- Einstellung: AUS oder Deaktiviert.
- Warnung: Verwenden Sie den Ausgleich nicht bei LiFePO4-Batterien. Es entsteht Hochspannung, die Lithiumzellen dauerhaft schädigen kann.
LiFePO4-Batterien: Lade- und Entladevorgänge
Das Verhalten der Batterie ändert sich je nachdem, ob Energie zugeführt oder entnommen wird.
Der Ladevorgang
Wenn Sie den Akku laden, steigt die Spannung.
Das Ladegerät liefert konstanten Strom, bis die Spannung die Bulk-Einstellung (z. B. 14,4 V) erreicht. Dann sinkt der Strom, da die Batterie die letzte Energiemenge aufnimmt.
Der Entladevorgang
Wenn Sie die Batterie verwenden, sinkt die Spannung.
- Voll: Es beginnt hoch (ca. 13,6 V oder höher).
- Mitte: Die Spannung fällt schnell auf etwa 13,3 V ab und bleibt dort den größten Teil des Tages. Dies ist der flache Teil der Kurve.
- Leer: Sobald die Spannung etwa 12,9 V erreicht, sinkt die Spannung. Unterhalb von 12,8 V fällt die Spannung sehr schnell ab. Dies wird oft als das bezeichnet “Cliff.”
Beeinflusst die Spannung die Leistung von LiFePO4-Batterien?
Ja, die Spannung beeinflusst den Betrieb Ihres Systems.
- Kapazität: Spannung und Kapazität stehen in direktem Zusammenhang – Eine höhere Spannung erhöht die Kapazität, sodass die Batterie mehr Energie speichern und Geräte länger mit Strom versorgen kann.
- Lebensdauer: Hochspannungs-LiFePO4-Batterien halten länger und können mehr Zyklen bewältigen. Durch die Aufrechterhaltung einer optimalen Spannung werden thermisches Durchgehen, unvollständige chemische Reaktionen und Zersetzung verhindert.
- Laden: Die Batteriespannung beeinflusst die Sicherheit und Effizienz des Ladens. Eine falsche Spannung führt zu Überhitzung oder Unterladung und beeinträchtigt Leistung, Gesundheit und Lebensdauer.
- Entladen: Eine Entladung unter die empfohlene Spannung führt zu dauerhaften Schäden am Akku und verkürzt seine Lebensdauer.
- Effizienz: Eine höhere Spannung verbessert die Effizienz der Leistungsabgabe.
So überprüfen Sie die Kapazität eines LiFePO4-Akkus
Mit einem Voltmeter zu prüfen, wie voll Ihre Batterie ist, funktioniert nicht gut.
Da die Spannungskurve so flach ist, ist der Unterschied zwischen einer Batterie zu 40 % und einer Batterie zu 70 % sehr gering. Es könnten nur 0,1 Volt sein. Billige Voltmeter sind nicht genau genug, um diesen Unterschied abzulesen.
Die Lösung, die Sie verwenden sollten: a Intelligenter Shunt.
- Ein Smart Shunt ist ein Gerät, das am Minuskabel der Batterie installiert wird.
- Es zählt jedes Ampere Energie, das in die Batterie fließt.
- Es zählt jeden Ampere, der die Batterie verlässt.
- Es berechnet den genauen Prozentsatz (Ladezustand) und zeigt ihn auf einem Bildschirm oder Ihrem Telefon an.
Abschluss
LiFePO4-Batterien eignen sich hervorragend für ein netzunabhängiges Leben, erfordern jedoch Liebe zum Detail.
- Merken Sie sich die Nennspannung: 3,2 V pro Zelle.
- Programmieren Sie Ihr Ladegerät: Verwenden Sie die oben aufgeführten Bulk- und Float-Nummern.
- Ausgleich deaktivieren: Dies schützt Ihren Akku vor Schäden.
- Ignorieren Sie die Spannung für tägliche Kontrollen: Verwenden Sie einen Smart Shunt, um genau zu wissen, wie viel Strom Ihnen noch zur Verfügung steht.
FAQ
Warum zeigt mein Akku 13,3 V an, nachdem ich ihn gerade auf 14,6 V aufgeladen habe?
Das ist normal. 14. 6V ist die Ladespannung und der Akku kehrt nach dem Laden auf seine Ruhespannung zurück. Eine Ruhespannung von 13,6 V bedeutet, dass das Gerät vollständig aufgeladen ist, bei minimaler Nutzung sinkt die Spannung jedoch auf 13,3 V.
Kann ich ein Blei-Säure-Ladegerät verwenden?
Verwenden Sie es nur, wenn Sie es deaktivieren können “Desulfatierung” oder “ausgleichen” Modus. Wenn das Ladegerät 14,6 V überschreitet, wird Ihre 12-V-Lithiumbatterie beschädigt. Die Verwendung eines Ladegeräts für Lithium ist sicherer.
Bei welcher Spannung sollte ich meine Last abschalten?
Beenden Sie bei einem 12-V-System die Verwendung der Batterie bei 12,0 V, um Strom zu sparen. Das Entladen auf 10,0 V löst die Abschaltung des BMS aus und erfordert möglicherweise ein spezielles Ladegerät, um die Batterie neu zu starten.
