Nếu bạn đang xây dựng một hệ thống điện ngoài lưới, bạn có thể sử dụng Pin LiFePO4. Những loại pin này an toàn hơn và có tuổi thọ cao hơn pin axit chì cũ.
Tuy nhiên, chúng hoạt động khác nhau. Bạn không thể đoán được mức độ đầy của pin chỉ bằng cách nhìn vào điện áp. Bạn cũng phải lập trình cho thiết bị của mình những con số chính xác. Nếu bạn sử dụng cài đặt sai, bạn có thể làm hỏng pin.
Hướng dẫn này cung cấp các biểu đồ và con số đơn giản mà bạn cần để thiết lập hệ thống của mình.
Thông tin cơ bản về điện áp pin LiFePO4
Để hiểu pin của bạn, hãy biết rằng “tế bào” là đơn vị cơ bản của nó Một bộ pin chứa một số ô được kết nối.
Mỗi tế bào LiFePO4 có điện áp danh định là 3,2V, đây là điện áp trung bình của nó trong quá trình sử dụng. Phạm vi an toàn của nó là 2,5V đến 3,65V.
Pin LiFePO4 có đường cong phóng điện phẳng nên điện áp ổn định trong quá trình sử dụng, không giống như ắc quy ô tô có điện áp giảm đều đặn. Hiệu quả này khiến cho việc đánh giá năng lượng còn lại trở nên khó khăn.
Biểu đồ điện áp LiFePO4: 12V, 24V và 48V
Các biểu đồ sau đây hiển thị Điện áp nghỉ, được đo khi pin không sạc cũng như không cấp nguồn cho thiết bị. Đợi ít nhất 30 phút sau khi sử dụng trước khi kiểm tra con số này.
| Tỷ lệ phần trăm (SOC) | 1 ô | 12V | 24V | 48V |
| Sạc 100% | 3.65V | 14,6V | 29,2V | 58,4V |
| Nghỉ ngơi 100% | 3,40V | 13,6V | 27,2V | 54,4V |
| 90% | 3,35V | 13,4V | 26,8V | 53,6V |
| 80% | 3,32V | 13,3V | 26,6V | 53,1V |
| 70% | 3,30V | 13,2V | 26,4V | 52,8V |
| 60% | 3,27V | 13.1V | 26.1V | 52,3V |
| 50% | 3,26V | 13.0V | 26.1V | 52,2V |
| 40% | 3,25V | 13.0V | 26.0V | 52.0V |
| 30% | 3,22V | 12,9V | 25,8V | 51,5V |
| 20% | 3,20V | 12,8V | 25,6V | 51,2V |
| 10% | 3,00V | 12.0V | 24.0V | 48,0V |
| 0% | 2,50V | 10.0V | 20.0V | 40.0V |
Thông số sạc pin LiFePO4
Bạn phải lập trình bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời hoặc bộ biến tần của mình với giới hạn phù hợp.
Không giống như pin axit chì, pin LiFePO4 rất nhạy cảm với điện áp cao. Nếu bạn tăng quá cao, Hệ thống quản lý pin (BMS) bên trong pin sẽ tắt pin để bảo vệ.
Sử dụng các cài đặt này làm cơ sở và luôn tham khảo hướng dẫn sử dụng nhãn hiệu pin của bạn.
| Điện áp bình thường | 3,2V | 12V/12.8V | 24V/25.6V | 48V/51.2V |
| Điện áp sạc | 3,5V-3,65V | 14.2V-14.6V | 28.4V-29.2V | 56,8V-58,4V |
| Điện áp nổi | 3,2V | 13,6V | 27,2V | 54,4V |
| Tối đa. Điện áp | 3.65V | 14,6V | 29,2V | 58,4V |
| Tối thiểu. Điện áp | 2,5V | 10V | 20V | 40V |
Pin LiFePO4 Số lượng lớn, nổi và cân bằng điện áp
Bạn sẽ thấy những điều khoản này trong cài đặt thiết bị của mình. Đây là ý nghĩa của chúng và những con số nên sử dụng.
Điện áp khối (Hấp thụ): Đây là điện áp dùng để sạc pin từ lúc trống đến khi đầy. Đó là điện áp cao nhất mà bộ sạc sẽ đạt được.
- Hệ thống 12V: 14.2V đến 14.6V
- Hệ thống 24V: 28,4V đến 29,2V
- Hệ thống 48V: 56,8V đến 58,4V
Điện áp nổi: Sau khi pin đầy, bộ sạc sẽ giảm điện áp. Điều này duy trì điện tích mà không gây căng thẳng cho các tế bào.
- Hệ thống 12V: 13,5V đến 13,6V
- Hệ thống 24V: 27.0V đến 27.2V
- Hệ thống 48V: 54.0V đến 54.4V
Cân bằng điện áp: Cân bằng là quá trình sạc quá mức có kiểm soát được sử dụng cho pin axit chì để làm sạch các tấm.
- Cài đặt: TẮT hoặc Tắt.
- Cảnh báo: Không sử dụng cân bằng trên pin LiFePO4. Nó gây ra điện áp cao có thể làm hỏng vĩnh viễn các tế bào lithium.
Pin LiFePO4: Quá trình sạc và xả
Hoạt động của pin thay đổi tùy thuộc vào việc năng lượng vào hay ra.
Quá trình sạc
Khi bạn sạc pin, điện áp sẽ tăng lên.
Bộ sạc đặt dòng điện không đổi cho đến khi điện áp chạm vào cài đặt Số lượng lớn (chẳng hạn như 14,4V). Sau đó, dòng điện giảm xuống khi pin hấp thụ chút năng lượng cuối cùng.
Quá trình xả thải
Khi bạn sử dụng pin, điện áp giảm xuống.
- Đầy đủ: Nó bắt đầu ở mức cao (khoảng 13,6V hoặc cao hơn).
- Ở giữa: Nó giảm nhanh xuống khoảng 13,3V và duy trì ở đó hầu hết thời gian trong ngày. Đây là phần phẳng của đường cong.
- Trống: Khi đạt khoảng 12,9V, nó sẽ ở mức thấp. Dưới 12,8V, điện áp sẽ tụt rất nhanh. Điều này thường được gọi là “vách đá.”
Điện áp có ảnh hưởng đến hiệu suất của pin LiFePO4 không?
Có, điện áp ảnh hưởng đến cách hệ thống của bạn chạy.
- Công suất: Điện áp và công suất có liên quan trực tiếp – điện áp cao hơn sẽ tăng dung lượng, cho phép pin lưu trữ nhiều năng lượng hơn và cung cấp năng lượng cho các thiết bị lâu hơn.
- Tuổi thọ: Pin LiFePO4 điện áp cao có tuổi thọ cao hơn và có thể xử lý nhiều chu kỳ hơn. Duy trì điện áp tối ưu ngăn ngừa sự thoát nhiệt, phản ứng hóa học không hoàn toàn và suy thoái.
- Sạc pin: Điện áp pin ảnh hưởng đến độ an toàn và hiệu quả sạc. Điện áp không chính xác gây ra hiện tượng quá nhiệt hoặc sạc dưới mức, gây hại cho hiệu suất, sức khỏe và tuổi thọ.
- Xả: Xả dưới điện áp khuyến nghị sẽ làm hỏng pin vĩnh viễn và rút ngắn tuổi thọ của pin.
- Hiệu quả: Điện áp cao hơn giúp cải thiện hiệu suất cung cấp điện.
Cách kiểm tra dung lượng pin LiFePO4
Sử dụng vôn kế để kiểm tra mức độ đầy của pin không hoạt động tốt.
Vì đường cong điện áp rất phẳng nên sự khác biệt giữa pin đầy 40% và pin đầy 70% là rất nhỏ. Nó có thể chỉ là 0,1 volt. Vôn kế rẻ tiền không đủ chính xác để đọc sự khác biệt này.
Giải pháp Bạn nên sử dụng một Shunt thông minh.
- Smart Shunt là một thiết bị được lắp đặt trên cáp âm ắc quy.
- Nó đếm từng amp năng lượng đi vào pin.
- Nó đếm từng amp rời khỏi pin.
- Nó tính toán tỷ lệ phần trăm chính xác (Trạng thái sạc) và hiển thị trên màn hình hoặc điện thoại của bạn.
Phần kết luận
Pin LiFePO4 rất lý tưởng cho cuộc sống không có lưới điện nhưng chúng đòi hỏi phải chú ý đến từng chi tiết.
- Ghi nhớ điện áp danh định: 3,2V mỗi cell.
- Lập trình bộ sạc của bạn: Sử dụng số Bulk và Float được liệt kê ở trên.
- Vô hiệu hóa cân bằng: Điều này bảo vệ pin của bạn khỏi bị hư hỏng.
- Bỏ qua điện áp để kiểm tra hàng ngày: Sử dụng Smart Shunt để biết chính xác bạn còn bao nhiêu điện.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao pin của tôi báo 13,3V sau khi tôi vừa sạc lên 14,6V?
Điều này là bình thường. 14. 6V là điện áp sạc và pin sẽ trở về điện áp nghỉ sau khi sạc. Điện áp nghỉ 13,6V có nghĩa là nó đã được sạc đầy, nhưng nó giảm xuống 13,3V khi sử dụng ở mức tối thiểu.
Tôi có thể sử dụng bộ sạc axit chì không?
Chỉ sử dụng nó nếu bạn có thể vô hiệu hóa “sự khử lưu huỳnh” hoặc “cân bằng” cách thức. Nếu bộ sạc vượt quá 14,6V, nó sẽ làm hỏng pin lithium 12V của bạn. Sử dụng bộ sạc được thiết kế cho lithium sẽ an toàn hơn.
Tôi nên ngắt kết nối tải của mình ở mức điện áp nào?
Đối với hệ thống 12V, hãy ngừng sử dụng pin ở mức 12,0V để bảo toàn một phần năng lượng. Việc xả nó xuống 10,0V sẽ kích hoạt tắt BMS, có thể cần bộ sạc đặc biệt để khởi động lại pin.
