Se stai costruendo un sistema di alimentazione off-grid, probabilmente usi batterie LiFePO4. Queste batterie sono più sicure e durano più a lungo delle vecchie batterie al piombo-acido.
Tuttavia, funzionano in modo diverso. Non puoi indovinare quanto sia carica la batteria solo guardando la tensione. È inoltre necessario programmare l'apparecchiatura con i numeri corretti. Se si utilizzano le impostazioni errate, si potrebbe danneggiare la batteria.
Questa guida fornisce i semplici grafici e numeri necessari per configurare il sistema.
Nozioni di base sulla tensione della batteria LiFePO4
Per comprendere la batteria, sappi che a “cella” è la sua unità di base. Un pacco batteria contiene diverse celle collegate.
Ogni cella LiFePO4 ha una tensione nominale di 3,2 V, che è la tensione media durante l'uso. Il suo intervallo di sicurezza è compreso tra 2,5 V e 3,65 V.
Le batterie LiFePO4 hanno una curva di scarica piatta, quindi la tensione rimane stabile durante l'uso, a differenza delle batterie per auto dove la tensione diminuisce costantemente. Questa efficienza rende difficile valutare l’energia rimanente.
Il grafico della tensione LiFePO4: 12 V, 24 V e 48 V
I seguenti grafici mostrano la tensione a riposo, che viene misurata quando la batteria non è in carica né alimenta i dispositivi. Attendere almeno 30 minuti dopo l'uso prima di controllare questo numero.
| Percentuale (SOC) | 1 cella | 12V | 24 V. | 48 V |
| Ricarica al 100%. | 3.65v | 14,6 V | 29,2 V | 58,4 V |
| Riposo al 100%. | 3,40 V | 13,6 V | 27,2 V | 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 | 52,2 V |
| 40% | 3,25 V | 13,0 V | 26,0 V | 52,0 V |
| 30% | 3,22 V | 12,9 V | 25,8 V | 51,5 V |
| 20% | 3,20 V | 12,8 V | 25,6 V | 51,2 V |
| 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 |
Parametri di ricarica della batteria LiFePO4
È necessario programmare il regolatore di carica solare o l'inverter con i giusti limiti.
A differenza delle batterie al piombo, le batterie LiFePO4 sono sensibili all'alta tensione. Se vai troppo in alto, il sistema di gestione della batteria (BMS) all'interno della batteria la spegnerà per protezione.
Utilizza queste impostazioni come base e consulta sempre il manuale del marchio della batteria.
| Voltaggio normale | 3,2 V | 12 V/12,8 V | 24 V/25,6 V | 48 V/51,2 V |
| Tensione di carica | 3,5 V-3,65 V | 14,2 V-14,6 V | 28,4 V-29,2 V | 56,8 V-58,4 V |
| Tensione flottante | 3,2 V | 13,6 V | 27,2 V | 54,4 V |
| Massimo. Voltaggio | 3.65v | 14,6 V | 29,2 V | 58,4 V |
| minimo Voltaggio | 2,5 V | 10 V | 20 V | 40 V |
Tensioni di massa, fluttuazione ed equalizzazione delle batterie LiFePO4
Vedrai questi termini nelle impostazioni della tua attrezzatura. Ecco cosa significano e quali numeri utilizzare.
Tensione di massa (assorbimento): questa è la tensione utilizzata per caricare la batteria da scarica a piena. È la tensione più alta che il caricabatterie raggiungerà.
- Sistema 12V: da 14,2 V a 14,6 V
- Sistema a 24 V: da 28,4 V a 29,2 V
- Sistema 48V: da 56,8 V a 58,4 V
Voltaggio di mantenimento: una volta che la batteria è carica, il caricabatterie abbassa la tensione. Ciò mantiene la carica senza stressare le cellule.
- Sistema a 12 V: da 13,5 V a 13,6 V
- Sistema a 24 V: da 27,0 V a 27,2 V
- Sistema 48 V: da 54,0 V a 54,4 V
Equalizzazione della tensione: l'equalizzazione è un sovraccarico controllato utilizzato per le batterie al piombo per pulire le piastre.
- Impostazione: OFF o Disabilitato.
- Avvertenza: non utilizzare l'equalizzazione su batterie LiFePO4. Provoca alta tensione che può danneggiare permanentemente le celle al litio.
Batterie LiFePO4: processi di carica e scarica
Il comportamento della batteria cambia a seconda se l'energia entra o esce.
Il processo di ricarica
Quando si carica la batteria, la tensione aumenta.
Il caricabatterie immette corrente costante finché la tensione non raggiunge l'impostazione Bulk (come 14,4 V). Quindi, la corrente diminuisce man mano che la batteria assorbe l'ultima parte di energia.
Il processo di scarico
Quando si utilizza la batteria, la tensione diminuisce.
- Pieno: inizia in alto (circa 13,6 V o superiore).
- Al centro: scende rapidamente a circa 13,3 V e rimane lì per gran parte della giornata. Questa è la parte piatta della curva.
- Vuoto: una volta raggiunti circa 12,9 V, sta diventando basso. Al di sotto di 12,8 V, la tensione scenderà molto rapidamente. Questo è spesso chiamato il “scogliera.”
La tensione influisce sulle prestazioni della batteria LiFePO4?
Sì, la tensione influisce sul funzionamento del sistema.
- Capacità: tensione e capacità sono direttamente correlate – una tensione più elevata aumenta la capacità, consentendo alla batteria di immagazzinare più energia e alimentare i dispositivi più a lungo.
- Durata della vita: le batterie LiFePO4 ad alta tensione durano più a lungo e possono gestire più cicli. Il mantenimento della tensione ottimale previene la fuga termica, le reazioni chimiche incomplete e il degrado.
- Ricarica: la tensione della batteria influisce sulla sicurezza e sull'efficienza della ricarica. Una tensione errata provoca surriscaldamento o sottocarica, compromettendo prestazioni, salute e durata.
- Scarica: scaricare al di sotto della tensione consigliata danneggia permanentemente la batteria e ne riduce la durata.
- Efficienza: una tensione più elevata migliora l'efficienza di erogazione della potenza.
Come controllare la capacità della batteria LiFePO4
Usare un voltmetro per verificare il livello di carica della batteria non funziona bene.
Poiché la curva di tensione è così piatta, la differenza tra una batteria carica al 40% e una carica al 70% è molto piccola. Potrebbe essere solo 0,1 volt. I voltmetri economici non sono sufficientemente precisi per leggere questa differenza.
La soluzione Dovresti usare a Shunt intelligente.
- Uno Smart Shunt è un dispositivo installato sul cavo negativo della batteria.
- Conta ogni ampere di energia che entra nella batteria.
- Conta ogni amplificatore che lascia la batteria.
- Calcola la percentuale esatta (Stato di carica) e la visualizza su uno schermo o sul tuo telefono.
Conclusione
Le batterie LiFePO4 sono eccellenti per la vita off-grid, ma richiedono attenzione ai dettagli.
- Memorizza la tensione nominale: 3,2V per cella.
- Programma il tuo caricabatterie: utilizza i numeri Bulk e Float elencati sopra.
- Disattiva equalizzazione: protegge la batteria da eventuali danni.
- Ignora la tensione per i controlli giornalieri: utilizza uno Smart Shunt per sapere esattamente quanta potenza ti rimane.
FAQ
Perché la mia batteria legge 13,3 V dopo averla appena caricata a 14,6 V?
Questo è normale. 14. 6 V è la tensione di carica e la batteria ritorna alla tensione di riposo dopo la ricarica. Una tensione di riposo di 13,6 V significa che è completamente carica, ma scende a 13,3 V con un utilizzo minimo.
Posso utilizzare un caricabatterie al piombo?
Usalo solo se puoi disabilitare il file “desolfatazione” O “pareggiare” modalità. Se il caricabatterie supera i 14,6 V, danneggerà la batteria al litio da 12 V. Usare un caricabatterie progettato per il litio è più sicuro.
A quale tensione dovrei scollegare il mio carico?
Per un sistema a 12 V, smettere di utilizzare la batteria a 12,0 V per preservare un po' di energia. Scaricandolo a 10,0 V si attiva lo spegnimento del BMS, eventualmente richiedendo un caricabatterie speciale per riavviare la batteria.
