Używanie akumulatora LiFePO4 jako akumulatora samochodowego

Wpadłem na pomysł, aby użyć akumulatora LiFePO4 jako zamiennika akumulatora samochodowego, ponieważ 4 z tych szeregowo wytwarzają napięcie nominalne 12,8 V, co jest bardzo zbliżone do standardowego napięcia 12V. W zależności od ogniwa możemy połączyć kilka równolegle, aby uzyskać wymagany prąd rozruchowy. Ponieważ LiFePO4 ma znacznie dłuższą żywotność niż kwas ołowiowy, taka bateria powinna trwać znacznie dłużej.

Ale pojawia się kilka problemów:

1. Napięcie ładowania. Ponieważ większość alternatorów wytwarza około 14 V woltów podczas ładowania, powinno być dobrze z akumulatorem LiFePO4, ponieważ maksymalne napięcie dla nich wynosi 3,6 V, co daje nam niewiele miejsca do 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V). Równoważenie poszczególnych komórek można wykonać za pomocą prostego rozpraszającego BMS, który zrzuca nadmierne ładunki do rezystora. Ale nie mamy możliwości odłączenia alternatora podczas ładowania akumulatora, więc oto pierwsze pytanie: czy można utrzymywać akumulator LiFePO4 na stałym ładowaniu przy napięciu zbliżonym do maksymalnego napięcia akumulatora? Czy to znacznie skróci żywotność baterii?

2. Prąd ładowania. Niektóre ogniwa LiFePO4 można skonfigurować tak, aby mogły z łatwością pobierać cały prąd ładowania wytwarzany przez alternator. (zakładając, że wyjście 70 A i 3 równoległe ogniwa 40152S) Więc drugie pytanie: czy może przeciążać alternator lub nowoczesne alternatory są wystarczająco inteligentne, aby obniżyć napięcie, aby uniknąć przeciążenia?

3. Brak zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem. Obecnie nie mają pojęcia, jak sobie z tym poradzić, poza tym, że nie pozwalają na całkowite rozładowanie.

LiFePO4 vs LiIon vs LiPo

Niektórzy ludzie skomentowali baterie LiIon, ale pytanie i ta odpowiedź dotyczą baterii litowo-żelazofosforanowych / LiFePO4, które w skrócie określam jako LFP4. .
Są one związane z akumulatorami LiIon i LiPo, ale mają duże różnice.
Warto zauważyć, że w porównaniu do LiIon i LiPo (które są chemicznie podobne) LFP4 ma dodatkową wewnętrzną nieaktywną matrycę, w której znajduje się lit. Zmniejsza to gęstość energii masy i objętości, ale także uwalnia je od niszczących trybów topienia, zapewnia znacznie dłuższy cykl życia i znacznie dłuższy okres kalendarzowy, niższą pojemność, niższe maksymalne napięcie, lepszą temperaturę pracy i zakres przechowywania, lepszą ogólną energię wydajność - a cały koszt życia jest niższy niż znacznie niższy niż dowolnej baterii kwasowo-ołowiowej.

4-ogniwowe akumulatory LFP4 (LiFePO4) doskonale zastępują zwykłe akumulatory kwasowo-ołowiowe 12V, ALE należy zwrócić uwagę na samochód i karmienie, aby osiągnąć bardzo długi cykl życia i kalendarzowy okres, w jakim są one w stanie. Są one o wiele bardziej opłacalne pod względem kosztów życia niż jakiekolwiek komórki kwasowo-ołowiowe w (prawdopodobnie) dowolnym zastosowaniu, jeśli są właściwie stosowane. W przypadku niewłaściwego użycia umrą wczesną i kosztowną śmiercią.

Jest kilku producentów ogniw lub akumulatorów odpowiednich do tego zastosowania

Thundersky, Winston i SinoPoly

Są inne, które mogę wymienić, ale wyszukiwanie nazwisk poprowadzi cię do właściwego obszaru. Wszystkie te marki zaczynały jako Thundersky, ale były drogi, a drogie spory mają miejsce.

Winston produkuje akumulatory 4-ogniwowe 12 V bez dostępu do połączeń między akumulatorami. Uważa się, że ich rozmiary 40 Ah i 60 Ah dobrze nadają się do zastosowań motoryzacyjnych. Simopoly i Winston produkują akumulatory jednokomórkowe w rozmiarach od około 10 Ah do ogromnie-ogromnych_Ah i możesz je połączyć w razie potrzeby. Obecnie eksperymentuję z 2 bateriami SinoPoly 12v, 40 Ah, każda zawierająca 4 x 40 Ah pojedyncze ogniwa z opaską, aby stworzyć fizyczny pakiet. 4-ogniwowy akumulator 12 V, 40 Ah jest mniej więcej wielkości akumulatora Ford-Prefect i ma mniejszą wagę, ale jest równy około największemu akumulatorowi LA, jaki można zobaczyć w powiedzmy 4-cylindrowym samochodzie.

JEDNAK

Roszczenia różnych producentów baterii pokrywają się, ale nie są identyczne, specyfikacje ładowania są podejrzane, deklarowane czasy życia różnią się w zależności od ścieżki sprzedaży, a nawet renomowani sprzedawcy nie zgadzają się. Specyfikacje ładowania akumulatorów Winston używają podejrzanie wysokich napięć końcowych - wyższych niż się spodziewałem dla LFP4, ale poniżej LiIon - prawie jak LiIon działający bardzo zachowawczo, aby uzyskać dobry cykl życia. Sprzedawcy gwarantują, że większość marek ogniw 10 Ah + będzie użytkowana przez 5 lat lub 10 lat w różnych warunkach i prawdopodobnie pod warunkiem zastosowania elektroniki zarządzania ładowaniem / rozładowaniem. Kryteria odpowiedniej mennicy są różne - wielu twierdzi, że Vma i Vmin są wystarczające, o ile stawki C szparowania i rozładowania mieszczą się w zakresie specyfikacji ALE lokalny dostawca wymaga monitora typu gazomierza i odcięcia niskiego napięcia. (JA'

Agh - kolacja, więc - dodam tu 1 minutę komentarzy, a potem zaktualizuję później (mam nadzieję)

Napięcie ładowania. Ponieważ większość alternatorów wytwarza około 14 V woltów podczas ładowania, powinno być dobrze z akumulatorem LiFePO4, ponieważ maksymalne napięcie dla nich wynosi 3,6 V, co daje nam niewiele miejsca do 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V).

Niektórzy twierdzą, że Winston LFP4 potrzebuje wyższego V niż zapewniają systemy samochodowe. Inni używają ich niezależnie.

SinoPoly OK na napięcie w samochodzie ALE ...

Równoważenie poszczególnych komórek można wykonać za pomocą prostego rozpraszającego BMS, który zrzuca nadmierne ładunki do rezystora.

Winstin nie może balansować jako zapieczętowany, ale twierdzi, że doskonale zrównoważone komórki są OK. Wielu sprzedawców je sprzedaje i mówi to, ale co najmniej jedna duża strona mówi, aby nie używać do głębokiego rozładowania z powodu tej niezdolności. Byłbym bardzo ostrożny. Dokonałem początkowego wyboru Winston / SinoPoly do zdobywania doświadczenia na podstawie tych i dziwnych napięć Winston i kupiłem SinoPoly - pomimo pozornie lepszych specyfikacji Winstona.

Ale nie mamy możliwości odłączenia alternatora, gdy akumulator jest naładowany,

Nie zaczynaj Musisz być w stanie zarządzać źródłem energii - I to jest dość łatwe - ale jeśli twój system nalega na naruszenie specyfikacji baterii (co może nie być przypadkiem), nie używaj LFP4.

oto pierwsze pytanie: czy można utrzymywać akumulator LiFePO4 na stałym ładowaniu przy napięciu zbliżonym do maksymalnego napięcia akumulatora? Czy to znacznie skróci żywotność baterii?

Opinie są bardzo
małe Małe LFP4 - powiedzmy, że <1 Ah do kilku Ah NIE MOŻE być zmienione lub umierają wcześnie.
Niektórzy producenci akumulatorów LFP4 twierdzą, że pływanie jest w porządku.
Nie będą unosić się na LiIonie, LiPo, czy inaczej ... i choć różnice między LFP4 są niespokojne. Na rok poznam odpowiedź na to pytanie na poziomie „międzynarodowego eksperta” :-) (Jeśli nadal żyje, niebo nie spadło i nie pojawiło się o wiele więcej ciekawych rzeczy).

Prąd ładowania. Niektóre ogniwa LiFePO4 można skonfigurować tak, aby mogły z łatwością pobierać cały prąd ładowania wytwarzany przez alternator. (zakładając, że wyjście 70 A i 3 równoległe ogniwa 40152S) Więc drugie pytanie: czy może przeciążać alternator lub nowoczesne alternatory są wystarczająco inteligentne, aby obniżyć napięcie, aby uniknąć przeciążenia?

To głębokie zakończenie całkowicie w specyfikacji akumulatora i alternatora. Baterie mają wyraźną specyfikację. Nie przekraczaj ich. Jeśli bateria NIE ma dobrych specyfikacji, nie kupuj jej.

Brak zabezpieczenia przed nadmiernym rozładowaniem. Obecnie nie mają pojęcia, jak sobie z tym poradzić, poza tym, że nie pozwalają na całkowite rozładowanie.

To jest niezbędne. Można to zrobić na różne sposoby, ale duże ogniwo Ah LFP4 NIE MOŻE być pobrane pod napięciem około 2,75 V. Jeśli nie możesz być tego pewien, nie używaj ich. Kosztują zdecydowanie za dużo i są zbyt lekkie na objętość, aby tworzyć dobre kotwice łodzi.

Anon ...

Za to, co jest warte, wypuściłem 4-ogniwowy akumulator LiFePO4 o pojemności 10 Ah, który zbudowałem z płaskich ogniw 3,2 V przez ponad dwa lata bez żadnych problemów. Użyłem go jako zasilania rezerwowego dla komputera Mini-ITX z zasilaczem pico-PSU. Napięcie wejściowe wynosi 14,5 V z zasilacza prądu stałego 75 W, a akumulator zapewnia dodatkową pracę przez krótki czas, gdy komputer pobiera więcej. Bateria wciąż ma się dobrze.

Z tego, co rozumiem: ładowanie akumulatora, a następnie utrzymywanie na nim napięcia, nie jest wspaniałe. Wynika to z faktu, że rozpraszanie ciepła wewnętrznej rezystancji ładowania nadal zużywa się na niezbędnej warstwie tlenku w akumulatorze. LiFePO4 jest mniej wrażliwy na to niż LiPo, a pływanie na niższych poziomach napięcia powoduje mniej tego problemu niż pływanie na maksymalnym poziomie.

Akumulatory litowo-motocyklowe są łatwo dostępne w miejscu na ulicy. Są w standardowej obudowie baterii, tych samych zaciskach i mają wszystkie niezbędne obwody wewnątrz skrzynki. Są również tak lekkie, że czują się jak pusta witryna sklepowa. Cena to około 50% więcej niż akumulator kwasowo-ołowiowy.

Biorąc pod uwagę, że awaria akumulatorów litowych często wiąże się z silnym pożarem, czy naprawdę chcesz umieścić jeden z własnych projektów w drogiej maszynie tuż obok zapasu benzyny i kilku litrów oleju?

Inżynieria akumulatorów wysokoenergetycznych najlepiej pozostawić inżynierom. Mają doświadczenie i budżet na niezbędne eksperymenty i nie dbają o to, czy jednostka testowa rozkwitnie - prawie się tego spodziewasz kilka razy.