LiFePO4 ja litium-ioni

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Yksilö LiFePO4 kennojen nimellisjännite on noin 3,2 V tai 3,3 V. Käytämme useita soluja sarjassa (yleensä 4) litium-rautafosfaattiakun muodostamiseksi.

• Neljän litiumrautafosfaattisolun käyttäminen sarjassa antaa meille noin ~ 12,8–14,2 voltin pakkauksen täynnä. Tämä on lähin asia, jota löydämme perinteiselle lyijyhappo- tai AGM-akulle.
• Litiumrautafosfaattisoluilla on suurempi solutiheys kuin lyijyhapolla, murto-osa painosta.
• Litiumrautafosfaattisoluissa on vähemmän solutiheyttä kuin litiumioneilla. Tämä tekee niistä vähemmän haihtuvia, turvallisempia käyttää, ja tarjoaa melkein yhden yhden vaihtoehdon AGM-pakkauksille.
• Saavuttaaksesi saman tiheyden kuin litium-ioni-solut, meidän on pinottava litiumrautafosfaattisoluja samanaikaisesti niiden kapasiteetin lisäämiseksi. Joten litiumrautafosfaatti-akkupakkaukset, joilla on sama kapasiteetti litium-ionikennolla, ovat suurempia, koska saman kapasiteetin saavuttaminen vaatii enemmän soluja samanaikaisesti.
• Litiumrautafosfaattisoluja voidaan käyttää korkeissa lämpötiloissa, joissa litiumionisoluja ei tulisi koskaan käyttää yli +60 celsiusastetta.
• Litiumrautafosfaattiakun tyypillinen arvioitu käyttöikä on 1500–2000 latausjaksoa jopa 10 vuotta.
• Tyypillisesti litiumrautafosfaattipakkaus pitää varauksensa 350 päivän ajan.
• litiumrautafosfaattisoluilla on neljä kertaa (4x) kapasiteetti lyijyhappoparistoja.

Litium-ioni-

Yksilö Litium-ioni- kennojen nimellisjännite on yleensä 3,6 V tai 3,7 volttia. Käytämme useita soluja sarjassa (yleensä 3) ~ 12 voltin litiumioniakun muodostamiseksi.

• Litium-ioni-kennojen käyttämiseksi 12 V: n voimapankissa sijoitamme ne 3 sarjaan saadaksesi 12,6 voltin pakkauksen. Tämä on lähin, jonka päästämme suljetun lyijyhappopariston nimellisjännitteeseen litiumionisolujen avulla
• Litiumionisoluilla on suurempi solutiheys kuin litiumrautafosfaatilla, josta puhuimme edellä. Tämä tarkoittaa, että käytämme vähemmän niitä haluttuun kapasiteettiin. Suurempi solutiheys on kalliimpaa, jos suurempi haihtuvuus.
• Kuten litiumrautafosfaatin kanssa, voimme myös pinota litium-ioni-soluja samanaikaisesti lisätäksemme pakkausten kapasiteettia.
• Litium-ioni-akun tyypillinen arvioitu käyttöikä on kaksi tai kolme vuotta tai 300 - 500 latausjaksoa.
• Tyypillisesti litium-ioni-pakkaus pitää latauksensa 300 päivän ajan.

Pakkausjännitteet

Lisään tämän osan yhden Facebook-seuraajamme palautteen perusteella.
Syy siihen, että käytämme 3 kennoa sarjassa litiumioniakkuihin, on jännite. 4S-litiumionipakkauksessa on liian korkea jännite (~ 16,8v), kun se on täynnä. Sitä vastoin on joitain radioita, jotka vaativat enemmän jännitettä kuin 3s: n litium-ionipakkauksen matala sivu voi tarjota sen jännitekäyrän lopussa. Jos haluamme silti käyttää 4S-litiumionipakettia, meidän on integroitava DC-DC-säädin jännitelähdön hallitsemiseksi. Tai, kuten toisessa kappaleessa mainitsin, voimme käyttää myös litium-rautafosfaattisoluja, joissa on 14,2–14,4 voltin täysi varaus. Tämä sopii täydellisesti useimpiin radioihin, mutta lue radion jännitevaatimukset.

Lataaminen

litiumrautafosfaatin + litiumionisolujen varaaminen on hyvin samanlaista. Molemmat käyttävät lataamiseen vakiovirtaa ja sitten vakiojännitettä. Jos puhumme yhdestä kanavan DIY-akkuyksiköstä, aurinko tai työpöydän lataus tehdään yleensä kahdella pyydyksellä.

• Ensin on jännitteen ja virran lähde. Tämä voi olla säädettävä pukki tai esimerkiksi aurinkopaneeli.
• Seuraavaksi meillä on latausohjain. Tämä säätelee jännitettä ja virtaa, joka tulee ulos jännitelähteestämme ja syöttää BMS: ää.
• Lopuksi BMS lähettää säännellyn jännitteen pakkaukseen. Se tyhjentää myös jännitteen soluista, joiden jännite on suurempi kuin muissa. Tämä antaa muille mahdollisuuden kiinni. Bioennon sanomista huolimatta, älä koskaan koskaan liitä säätelemätöntä lähdettä akkuun (BMS vai ei!).

Kylmä sää

Kuten kaikissa akkuissa, kylmä vaikuttaa litium-ioni- tai litiumrautafosfaattikennojen kykyyn latautua. Joten meidän on tehtävä jotain varmistaaksemme, että akku ei pudota alle jäätymisen. Akun lataus on yksi syy, jonka vuoksi käytän suojaa kylmällä säällä. On suhteellisen helppoa pitää lämpötila suojassa sisällä jäätymisen yläpuolella, kun aurinkovoimaasi tai generaattorisi pysyy teltan ulkopuolella. Yksi temppu, jota käytetään pitämään nämä solut jäätymisen yläpuolella, on pitää ne ja radiolaitteet kotelon sisällä. Kaikki radiot lämmittävät, joten rajoittamalla (jossain määrin) tuuletusta radiosta tuleva lämpö lämmittää merkittävästi tilaa akun ympärillä. Toinen temppu on käyttää kemiallisia käsilämmittimiä paristolokeron lähellä tai sisällä. Asia on käyttää tervettä järkeä. Koska tiedämme, että meidän ei pitäisi ladata akkuja alle jäätymisen, yksinkertainen käyttötapojen vaihto voi tämän helposti korjata.

tasapainotus

Jos rakennat pakkausta, jossa on useampi kuin yksi solu sarjassa, sinun on tasapainotettava pakkauksen tai laturin solut.
On tärkeätä huomauttaa, että vain koska joku voi luoda YouTube-videon tai blogin, jossa näytetään kuinka rakentaa pakkaus, ei välttämättä tarkoita, että he tietävät tarkalleen mitä tekevät.
Tärkeintä on, että sinun on joko tasapainotettava solut manuaalisesti tai tasapainotettava aktiivisesti. Jos rakennat jotakin akkuprojekteistani, ja alat käyttää sitä, lataamalla ja purkaessasi sitä, aktiivinen tasapainotus on tapa. Toisaalta, jos käytät tätä pakkausta vain purkamiseen, otat ne kentälle purkamista varten ja lataat sen jälkeen kun olet palannut kotiin, teknisesti et tarvitse mitään tasapainotusta pakkausta purkaessasi. Jos aiot ladata solut kokonaisena 4: n tai 3: n pakkauksena, tarvitset tasapainotuslaskun tai lataat ne erikseen. Tietysti, jos käytät 18650 akkua ja laturi voi ladata useampaa kuin yhtä solua kerrallaan, olet kaikki hyvä!

BMS: n valitseminen

Seuraava kappale koskee vain niitä teistä, jotka haluaisivat rakentaa täydellisen akun. Nyt kun olet lukenut yllä olevat kappaleet, ymmärrät, että litiumionin ja litiumraudan fosfaatin väliset jännitteet ovat ainutlaatuisia. Tämä tarkoittaa myös sitä, että akkupakkauksissa käytettävä BMS on spesifinen litiumionille tai litiumrautafosfaatille. Kanavan projekteista löydät erilaisia erilaisia tasapainotuslevyjä. Valitsemme tasapainotuslaudat niiden ominaisuuksien perusteella, joita vaadimme heiltä. Ennen hallituksen valintaa meidän on tiedettävä:

• Kuinka monta vahvistinta haluamme vetää levyn läpi
• Kuinka monta solua on sarjassa
• Käytetäänkö litiumionia vai litiumrautafosfaattisoluja
• Tarjoaako paneeli solujen tasapainotusta (jos käytät BMS: ää, saat aina yhden solujen tasapainottamisella)

Kun sinulla on nämä numerot, voit käyttää niitä valitaksesi oikean BMS-tavarantoimittajan. Sinun ei pitäisi edes katsoa hintaa, ennen kuin ymmärrät vaatimuksesi. Sinun tulisi myös olla kiinnostunut eBayn ja Alibaban myyjistä. He usein merkitsevät väärin BMS-levyt huomattavasti suuremmilla ominaisuuksilla kuin mitä ne tosiasiallisesti tarjoavat. Joten käytä järkeäsi. Jos tiedän vetäväni 15 ampeeria BMS: stä, ostan yleensä yhden eBaysta, joka on mitoitettu 30 ampeerille.
Miksi muuten haluat integroida BMS: n projektiisi? Hyvä BMS tarjoaa myös nämä ominaisuudet:

• Ylijännitesuojaus
• Alijännitesuojaus
• Oikosulkusuojaus
• tasapainotus

Kun ihmiset käskevät sinun olla käyttämättä BMS: ää tai tasapainotusta ei vaadita, he tekevät niin ymmärtämättä BMS: n tarjoamaa lisäsuojaa. Ruoka ajatukselle!

Litium vs. SLA-purkauskaavio

Joskus huolimatta siitä, kuinka kovasti yritän, operaattorit pitävät silti illuusion, että saman kapasiteetin suljettu lyijyakku ei ole erilainen tai jopa parempi kuin litiumioni- tai litiumrautafosfaattipakkaus. Tämä perustuu yleensä hintaan. Se on täysin hölynpölyä!
Tässä on muutama tosiasia.

• Numero yksi syy olla käyttämättä lyijyakkua on paino. Litium- ja litiumrautafosfaattipakkaukset ovat murto-osa painosta ja tarjoavat samalla suuremman solutiheyden. Tämä merkitsee pidempää käyttöaikaa tai kykyä käyttää vaihdemme paljon kauemmin pellolla ilman, että koko / paino kasvaa.
• Pienissä suljetuissa lyijyhappoparistoissa on erittäin suuri jännitehäviö raskaassa kuormituksessa. Niitä ei koskaan suunniteltu suurjännitesovelluksiin. Itse asiassa pienet suljetut lyijyhappoparistot on suunniteltu niin, että niissä on pieni kuorma pitkän ajan kuluessa. Soveltamalla tyypillisiä 15 - 20 ampeeria modernista 100 watin radiosta, koemme merkittävän jännitteen pudotuksen. Oikein rakennettu litium-ioni- tai litiumrautafosfaattipakkaus ei näytä samaa jännitehäviötä kuin lyijyhappoparisto. Itse asiassa kuormitettuna jännite on suhteellisen tasainen purkaessaan litiumioni- ja litiumrautafosfaattipakkauksia.
• Yksi litiumionia tai litiumrautafosfaattia sisältävistä akkuista koskevista illuusioista on ”niitä on vaikea ladata”. Itse asiassa litiumioni- ja litiumrautafosfaattipakkaukset on helpompi ladata kuin suljettu lyijyhappoparisto, jos vain avaamme mielemme sille. Ainoa mitä meidän on tiedettävä, kuinka monta solua meillä on sarjassa, ja yksittäisten solujen jännite pakkauksessa. Käytä sitten tätä numeroa vakiojännitevakiovirran syöttämiseen pakkaukseen. Tämä on perusmatematiikkaa! Litium- tai litiumrautafosfaattipakkauksia ladattaessa ei ole kelluntajännitettä tai vaiheita. Vain vakiojännite vakiovirta. Kun akku saavuttaa jännitekäyränsä huipun, se on täynnä. Ei kelluvaa tai absorptiota. .. Se on vain täynnä, kun se saavuttaa jännitekäyränsä huipun.

Joten Internetissä on paljon väärää tietoa. YouTubers-ohjelmassa on entistä enemmän YouTube-palveluita, jotka joko eivät tiedä tai eivät ole tehneet tutkimusta. Ei lyö niitä, mutta on jokaiselle meille tärkeää tehdä oma tutkimus. Olen samaa mieltä siitä, että pinnalla näyttää lyijyakun olevan halvempaa ostaa kuin litium-ioni- tai litiumrautafosfaattipakkaus. On niin monia muita asioita, joita on tarkasteltava enemmän kuin hinta, jotka antavat meille todellisen vastauksen tähän kysymykseen. En edes harkitse lyijyakkujen käyttöä missään projektissani. Joten jättää litiumionia ja litiumrautafosfaattia. Kumpaa sinun tulisi käyttää projektissa? No tässä on miten valitsen.

• Jos yritän matkustaa erittäin kevyesti melko matkan jalka, litiumioni on todennäköisesti parempi tapa edetä. Suurempi solutiheys antaa pidemmän käyttöajan pienemmässä pakkauksessa kuin litiumrautafosfaatti,
• Jos etsin jotain helppoa työskennellä, enemmän wattituntia 3S Li-Ionilla, jossa olin perinteisesti käyttänyt SLA-akkua, LiFePO4 on parempi valinta.
• Jos etsin parasta sijoitusta akkujen varastointiparistoihin aurinkogeneraattorissa, 1500–2000 sykliä, nollahuolto ja vähintään 10 vuotta, kuulostaa aika hämmästyttävältä.

Kuten mikään muualla maailmassa, myös projektimme tulokset perustuvat tekemämme tutkimukseen. Saan usein kritiikkiä siitä, ettemme julkaise niin monta videota, mutta kun teet tutkimusta ja taustatyötä, on mahdotonta heittää pois jokaista vanhaa muruvideota joka päivä. Joten tekevät tutkijat. Loppujen lopuksi se on erittäin palkitsevaa.

Matkustaminen litiumparistojen kanssa

Säännöt muuttuvat lainkäyttöalueelta toiselle yhtä helposti kuin päivä muuttuu yöksi. Tällä hetkellä näyttää siltä, että litiumakkujen raskaimmat rajoitukset ovat lentämässä Pohjois-Amerikkaan tai sieltä pois. Sekä FAA: n että TSA: n verkkosivustojen mukaan litium-akut, joissa on yli 100 wattituntia, voidaan sallia kantolaukussa lentoyhtiön hyväksynnällä, mutta ne voivat olla rajoitettu kahteen varaparistoon matkustajaa kohti. Löysät litiumparistot ovat kiellettyjä tarkistetuissa pusseissa. FAA: lla tai TSA: lla ei ole eroa litiumionin tai litiumraudan fosfaatin välillä.