Зарядка литиевого аккумулятора: Зарядка литиевых аккумуляторов китайскими модулями

Содержание

Как заряжать li-ion аккумуляторы

Зарядить литий-ионных (li-ion) аккумуляторы можно зарядными устройствами или самостоятельно. Не будем рассматривать устройство  li-ion  и полимерных (li-pol)  аккумуляторов, а сразу перейдем к практике. Оба типа аккумулятора заряжаются одинаково поэтому далее будем говорить о li-ion.

Правила заряда Li-Ion аккумулятора:

  • Аккумулятор можно заряжать только при температуре от 0 до +45 градусов. Пока аккумулятор не согреется, нормально брать заряд он не будет;
  • Минимальное напряжение для Li-Ion аккумулятора 2,5 или 3 вольта, в зависимости от химического состава. Лучше ориентироваться на 3В;
  • Номинальное напряжение 3,7 В;
  • Максимальное напряжение  заряда 4,2В или 4,3В, в зависимости от химического состава. Лучше ориентироваться на 4,2В;
  • Емкость указанна на батареи или устройстве, назовем ее C. Далее будет понятно зачем ее знать для заряда;
  • Нормальный режим заряда: ток ограничен 0,5*C (т.е. значение равное половине емкости батареи), напряжение ограничено 4,2В;
  • Если батарея разряжена до 3В и ниже: ток должен быть ограничен 0,1*C до того времени пока напряжение не превысит 3В;
  • Батарея заряжается до того времени, пока ток не перестанет уменьшаться или его не будет вообще, если при этом вы ограничили напряжение 4,2В. Если напряжение не ограничиваете — до того как напряжение не поднимется до 4,2В;
  • Никогда не поднимайте напряжение выше 4,2 или 4,3 вольт. При стабильном превышении напряжения на электродах происходит отложение. В лучшем случае батарея навсегда потеряет в емкости. При длительном процессе отложение вызывает замыкание. Возможен ее нагрев, разрушение электродов и возгорание.
Зарядка li-ion аккумулятора

Дополнительно

Для самостоятельного заряда Вам нужно ограничивать напряжение и силу тока. идеальный вариант для этого лабораторный источник питания.

Допустимые и рекомендуемые режимы заряда и разряда указаны в документации на конкретную батарею, если ее удается найти. Например в мощных смартфонах аккумуляторы заряжаются током значительно превышающим половину емкости.

В литий-ионных аккумуляторах с напряжением выше 3,7 В аккумуляторы соединены последовательно. Поделив напряжение аккумулятора на 3,7 получается число последовательно соединенных аккумуляторов. Умножив число аккумуляторов на 3, получим минимальное напряжение для вашей батареи. Умножив на 4,2 получим максимальное напряжение.

Li-Ion аккумуляторы практически лишены «эффекта памяти» поэтому не нуждаются в тренировке. Старайтесь не разряжать батарею полностью и не держать постоянно заряженной.

Оптимальный заряд для батареи 50-80%. Однако мучится и выдерживать такие значения при использовании ноутбука, смартфона или даже фонарика — бессмысленно. Обычно заряжают когда удобно и по необходимости, разряжается до скольки придется. Li-Ion для этого и создан, нет смысла себя ограничивать.

Следуя вышеперечисленному методы зарядки батарей большими напряжениями или током «для толчка» вредны АКБ. Лучше оставьте батарею на малом токе на несколько часов или пару дней. Это более бережливый способ оживить батарею. Это позволит контроллеру отработать как положено и разрешить заряд нормальными токами.

Пожалуй на этом все, удачных зарядок.

Обзор недорогой зарядки для Li-Ion-аккумуляторов Basen BC2

Если вы хотите купить недорогое и надежное зарядное устройство с Aliexpress, то скорее всего вы купите какую-то модель от Liitokala.  Это будет совершено оправданный выбор — литокаловские зарядки заряжают как литий-ионные аккумуляторы, так и обиходные АА\ААА никели.  Но вдруг вам припрет купить ЗУ для двух li-ion аккумуляторов за минимальную цену? Или вам надо заряжать одновременно два 21700 аккумулятора, и опять-таки вы не хотите тратиться на XTAR или Liitokala-402 (в отличии от 1- и 4-слотовых, двуслотовая литокала по каким-то причудам производителя не вмещает в себя 2170).

И вот тут-то на передний план выходит Basen.  Вроде бы и не подвал, с какими-то промоматериалами и неплохим внешним видом. Но все же, если смотреть на вещи объективно, вообще не известный бренд. Лиитокала настолько цветет и пахнет, что реально задавила все другие бюджетные модели. Кто сейчас вспомнит тот же miller?  

Как бы то ни было, коротко расскажу вам, что стоит ждать от этого бюджетного ЗУ с Алиэкспресс. 

купить Basen BC-2 можно на Aliexpress

но, забегу вперед, лучше купить Liitokala Lii 202

 связанные тексты:

 

Упаковка и внешний вид

 зарядка упакована в оранжевый блистер, к комплекте идет micro-USB кабель.  При желании можно доплатить и взять комплект с БП

 

Само зарядное устройство выглядит предельно просто. Черный прямоугольник с двумя отсеками и разъёмом micro-USB входа.  Той же литокале внешне уступает, но настолько же и превосходит откровенно беспородные дешевые зарядки. 

Дефектов литья и всяких зазоров нет, чисто внешне все хотя бы аккуратно.

Что самое главное — в ЗУ влезают 21700 аккумуляторы. Да, самые бюджетные, плоскоголовые литокалы. Но влезают!

Если же вам надо заряжать какие-то длинные Li-Ion аккумуляторы, например защищенные 21700, то вам стоит обратить внимание на Xtar SC1 или вот такую вот магнитную зарядку с «усами». 

 

С обратной стороны продублированы основные ТТХ

 

Зарядка

Производитель обещает реанимацию сверхразряженных аккумуляторов. У меня нет желания калечить имеющие в наличии нормально заряженные аккумы, глубокий разряд им на пользу не пойдет.  

 

А вот обычный заряд я оценить смог.  Вот график для одного аккумулятора.  Вполне нормально. 1А с постепенным падением тока зарядки по мере приближения к полному заряду.

и то же самое для двух аккумуляторов. 

Индикация процесса зарядки простейшая, красно зеленая. 

Производитель обещает 0.25\0.5\1А ток, но нигде нет варианты его выбрать — он настраивается автоматически. 

 

Общие впечатления

 

Если откровенно, я не вижу каких-то явных причин покупать это зарядное устройство, кроме одной — вам очень надо уложиться в минимальный бюджет и купить что-то, что будет выглядит не откровенным подвалом.  Для перепродажи то есть, скорее всего. 

 

Ну да, заряжать-то это ЗУ заряжает. Вот только, есть крохотный недозаряд, напряжение в моем случае тормозилось где-то на 4.18в. Справедливости ради, выраженной в mah разницей тут можно пренебречь и это всяк лучше перезаряда.

Вот только вы не можете выбрать ток, а значит для 14500\16340 эта зарядка будет малоподходящая, 1А для 600-700mah аккумуляторов будет избыточен. 

А для тех же 21700 1А будет небольшим током, что выльется в долгий процесс зарядки.  И тут оправданно брать специализированную быструю зарядку, которая будет стоить лишь символически больше. 

Зарядка не видит Ni-MH аккумуляторы, как та же любая Liitokala. 

 

И выходит что-то отровенно посредственное.  Для мелких акков скорее вредное, для 21700 — медленное. Для того чтобы держать дома — слишком однобокое ввиду невозможности заряжать литий.  

Опять-таки, индикация процесса зарядки примитивная, у вас нет никакой возможности хотя бы приблизительно узнать сколько еще осталось.  Та же 4 сегментная индикация литокалы такую возможность дает.    

  

Зарядные устройства для Li-ion аккумуляторов

Зарядка для литиевых аккумуляторов обязана соответствовать требованиям, которые обезопасят вашу батарею от поломки и возгорания при неправильной работе с ними:

  • Аккумулятор Li-ion крайне чувствителен к перезаряду выше установленного напряжения. Из-за перезарядки батарея может сломаться или даже загореться. Поэтому зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторных батарей обязательно должно иметь отсечку, то есть барьер по максимальному напряжению.
  • Отключение заряда до того, как полный заряд аккумулятора совершится, также способно привести к преждевременному изнашиванию зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов.

Решение – зарядные устройства для аккумуляторов Li-ion для электровелосипедов, работающие по алгоритму CC/CV. Его суть состоит в том, что сначала батарея заряжается постоянным током, а после достижения определенного необходимого значения ток плавно уменьшается. При этом постепенное снижение создает условие, при котором напряжение продолжает быть постоянным. Ваш аккумулятор заряжается, не переходя обозначенный выше опасный аварийный порог.

Как подобрать зарядное устройство для Li-ion аккумулятора?

Чтобы сделать правильный выбор и купить зарядное устройство для Li-ion аккумулятора, подходящее для вашей АКБ для электроцикла, обращайтесь в интернет-магазин VoltBikes. Наш менеджер бесплатно проконсультирует вас относительно выбора зарядного устройства для литиевых аккумуляторов и самого аккумулятора при необходимости. В нашем ассортименте представлены модели зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов с разным ценовым диапазоном, при этом качество всей нашей продукции неизменно остаётся высоким. В каталоге интернет-магазина Вольтбайкс вы без сомнений сможете подобрать и купить зарядку для литиевых аккумуляторов по доступной цене.

Выбирая зарядное устройство для аккумулятора Li-ion к электрическому велосипеду, обращайте внимание на ток заряда. Обычно берут зарядки с током половинного порядка от ёмкости батареи. Например: если у аккумулятора ёмкость 2000 мА, тогда ток зарядного устройства должен составлять 1 А. Если ёмкость батареи – 700 мА, то ток заряда не должен превышать 350 мА. Если зарядка батареи слишком слабая по сравнению с ёмкостью литиевого аккумулятора, то на полный заряд понадобится слишком много времени.
Сделать заказ на Li ion аккумуляторы с доставкой в любой регион России Вы можете в каталоге!

Показать полностью

Литиевый аккумулятор для автомобиля — Мобильные Электросистемы

Преимущества литиевых аккумуляторов хорошо известны. При равной номинальной емкости литиевая батарея весит в три раза меньше свинцово-кислотной и занимает в два раза меньше места. Заряжаемый током  0,5С литиевый АКБ выдерживает в 20 раз больше циклов чем  свинцово-кислотный, поэтому с учетом срока службы он на сегодня самый дешевый и выгодный.

Характеристики литиевых аккумуляторов делают их идеальными источниками автономного питания на автомобилях с дополнительным бортовым оборудованием и на тех транспортных средствах где свободного места для установки массивной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи недостаточно.

Содержание статьи

Количество циклов литиевого АКБ

Срок службы аккумулятора измеряют в циклах заряда – разряда. Аккумулятор считается непригодным для дальнейшего использования когда его емкость падает ниже 80% от первоначального номинального значения. Количество циклов можно рассматривать как способность ячеек сохранять и передавать энергию потребителям. Литиевые батареи обычно выдерживают не менее 1000 циклов.

Результаты испытаний нескольких аккумуляторов глубокого разряда разного типа. Специальное устройство разряжало четыре аккумулятора током 25 А до 10,5 вольт и затем заряжало их таким же током до 14,4 Вольт. В реальной жизни аккумуляторы часто подвергаются таким же нагрузкам. В испытаниях участвовали недорогой жидко-кислотный аккумулятор, две модели AGM и LiFePo4 аккумулятор. Аккумулятор с жидким электролитом вышел из строя после 18 циклов. AGM — после 180. Состояние литиевого аккумулятора не изменилось

Со временем ячейки стареют. Активные химические вещества в них разрушаются, емкость падает, а внутреннее сопротивление возрастает. На скорость старения влияют величина зарядного и разрядного тока, температура и глубина разряда. Устройством, продлевающим срок службы литиевого аккумулятора, является BMS. Хорошо продуманная электронная система управления контролирует состояние батареи, предотвращает ее перезарядку и защищает ячейки от повреждения при глубоком разряде

Зарядка LiFePO4 аккумулятора

Электрическую энергию можно «накачать» в аккумулятор быстро. Однако химические реакции не протекают мгновенно, поэтому состояние электролита между электродами окажется разным. Ближайшие к электродам слои «зарядятся», а расположенные дальше нет. Разница будет особенно заметна в ячейках с большой емкостью и объемом электролита.

Графики тока и напряжения во время зарядки LiFePO4 аккумулятора

Высокий зарядный ток не сильно ускоряет полную зарядку аккумулятора. Хотя заданное напряжение достигается быстрее, этап насыщения занимает больше времени. При высоком токе первая стадия оказывается короче, но зато вторая длиннее.

Максимально допустимый зарядный ток для аккумуляторов принято выражать в долях емкости. Например, если для литиевого аккумулятора емкостью 100 Ач указан ток 0,5C (где C — емкость аккумулятора), то его непрерывной ток зарядки не должен превышать 50 А. Как правило для литий-железо фосфатных (LiFePO4) аккумуляторов максимальный ток равен 0,5-1С

Повышенная температура сигнализирует о неправильном алгоритме зарядки или о внутренних проблемах аккумулятора

LiFePO4 аккумулятор в автомобиле

Литиевые аккумуляторные батареи чувствительны к величине тока и напряжения зарядки. Несоблюдение рекомендованных значений сокращает срок службы ячеек, уменьшает их емкость и может даже разрушить, причинив много дорогостоящих повреждений.

Источник зарядки аккумуляторов в автомобиле – это генератор двигателя. Стандартный регулятор автомобильного генератора настроен на 14,0-14,4 Вольта, что позволяет быстро заряжать стартовый аккумулятор и защищает его от сульфатации. Небольшой перезаряд для свинцово-кислотного аккумулятора не страшен, поэтому напряжение остается постоянным в течении всего времени работы двигателя.

Реле развязки соединяет стартовый и сервисный аккумуляторы. Но оно не обеспечивает литиевый аккумулятор правильным зарядным напряжением и не защищает его от высокого тока. Реле не увеличивает напряжение, если оно слишком низкое и не уменьшает его до безопасного уровня, когда оно слишком высокое. Полностью заряженный литиевый аккумулятор остается под тем же напряжением как и во время зарядки. Реле не ограничивает ток генератора, поэтому ток получаемый аккумулятором может в несколько раз превзойти безопасный уровень, определенный производителем. При такой схеме подключения литиевый аккумулятор заряжается неправильно и подвергается опасности во время эксплуатации

14,4 Вольта подходит и для заряда LiFePO4 аккумуляторов. Но заряженный на 100% литиевый аккумулятор не должен постоянно находится под таким напряжением. Оно опасно для батареи и может повредить ее во время продолжительной поездки.

Несовместимость между зарядным напряжением и требованиями LiFePO4 аккумулятора возрастает еще сильнее на автомобилях с двигателями Euro 5/6+. Напряжение на «интеллектуальном» генераторе во время движения колеблется от 12 до 16 Вольт, а значит прежде чем заряжать LiFePO4 аккумулятор напряжение нужно как-то выровнять. Необходимо промежуточное устройство, связывающее BMS аккумулятора с системой зарядки автомобиля.

Зарядное устройство устраняет недостатки реле. Ток, получаемый аккумулятором, ограничен номиналом устройства. Напряжение завит от состояния аккумулятора и изменяется по заданному алгоритму. Сначала зарядка аккумулятора идет максимальным током до 14,4 Вольт. После того как аккумулятор полностью зарядится напряжение уменьшается до 13,8 Вольт.

Задача буферного устройства обеспечить литиевый АКБ правильными профилями напряжения и тока. BMS же позаботится о безопасности ячеек и предотвратит неисправности, которые могут возникнуть. Промежуточное устройство – это управляемый микропроцессором DC-DC конвертер. Он поддерживает на выходе заданное стабильное напряжение и при слишком высоком, и при слишком низком напряжении генератора. Конвертер не только заряжает LiFePO4 аккумулятор по правильному алгоритму, но и ограничивает ток, не давая мощному автомобильному генератору повредить аккумуляторную батарею.

Модель BBW1212 BB1230 BB1260
Максимальный ток, А 28 30 60
Входное напряжение, В 12 12 12
Выходное напряжение, В 12 12 12
Тип аккумуляторов LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 6 режимов зарядки LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 9 режимов зарядки LiFePO4, а так же GEL, AGM, жидкий электролит. Всего 9 режимов зарядки
Вес, кг 3,5 1,2 1,4
Размеры, мм 190 х 160 х 50 190 х 160 х 50 190 х 160 х 70
ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

Как выбрать литиевый АКБ в автомобиль

Чтобы полностью использовать в автомобиле возможности LiFePO4 аккумулятора, нужно хорошо понимать как он будет эксплуатироваться и с какой нагрузкой ему предстоит работать. При создании электрической системы, работающей от дополнительного аккумулятора необходимо обращать внимание на следующее

Аккумуляторная батарея большей емкости работает дольше, а время ее зарядки меньше. C DC-DС зарядным устройством переносной бензиновый генератор становится не нужен. Ведь под капотом уже имеется автомобильный генератор мощностью 1500-3000 Вт. Все что необходимо – это организовать доступ к такому мощному источнику энергии. Правильно подобранное зарядное устройство не только передает сервисным аккумуляторам большую мощность, но и представляет доступ к энергии генератора вспомогательным устройствам, например инвертору. Пусть в автомобиле установлен дополнительный литиевый аккумулятор емкостью 100 Ач, DC-DС зарядное устройство номиналом 30А и инвертор мощностью 2000 Вт. Суммарная мощность устройств переменного тока, подключенных к инвертору, 1,5 кВт. Когда все они работают одновременно, инвертор потребляет 150 А, и заряда аккумулятора хватает на 45 минут. Если завести двигатель, то через зарядное устройство от генератора потребителям поступит 25 А, а 125 А отдаст в цепь аккумулятор. В результате аккумуляторная батарея разрядится за 48 минут. Предположим зарядное устройство на 30А заменили максимально допустимой для этого аккумулятора моделью на 60А. Если нагрузка не изменилась, то от генератора через зарядное устройство будет поступать уже 50 А, а 100 А предоставит аккумуляторная батарея. Время работы аккумуляторов увеличится до 60 мин. В дополнение к уже имеющемуся литиевому аккумулятору можно установить точно такой же второй, увеличив тем самым емкость батареи до 200 Ач. Большая емкость позволит использовать зарядное устройство номиналом 120 А. При такой установке 100 А поступит потребителям от генератора, а 50 А даст аккумуляторная батарея и время ее непрерывной работы возрастет до 4 часов

BMS, рассчитанная на высокий ток. Непрерывный ток разряда и заряда аккумулятора должен быть 0,5 — 1C . Необходимо смотреть именно на непрерывный, а не максимальный рейтинг аккумулятора. Максимальное значение бессмысленно, если не указывается время в течении которого проводилось испытание. Хорошая BMS должна отключать аккумулятор при перегрузке, перезарядке, перегреве и слишком высоком напряжении. Для аккумулятора это жизненно важно

Стоимость. Один литиевый аккумулятор может быть почти в два раза дороже другого. Если это так, то очевидно, что в технологии изготовления и в способах использования аккумуляторов существуют различия. Однако нет смысла устанавливать дорогую модель, если более дешевая справится со своими задачами. Важно понять, что для вашей системы имеет решающее значение.

Максимальная скорость зарядки — одна из важных характеристик литиевого аккумулятора. У дешевых моделей ток зарядки может составлять всего 0,3C (30 А для аккумулятора емкостью 100 Aч). У дорогих — 1С или 100 А для аккумулятора той же емкости. Если необходимо максимально быстро заряжать единственный аккумулятор, потребуется модель рассчитанная на высокий ток. Но если в автомобиле есть место, то два менее дорогих аккумулятора  так же дадут возможность использовать ток силой 100 А,  скорость зарядки снизится, но зато емкость батареи увеличится до 200 Ач.

На автомобиле может быть установлено две сервисных аккумуляторных батареи, одна 12, а другая 24-вольтовая. Для их зарядки потребуется два устройства: 12-12 и 12-24 с суммарным номиналом не превышающим возможности генератора. В противном случае для эффективной работы у генератора не останется избыточной мощности. Это не создаст технических проблем, но расчеты придется скорректировать соответствующим образом

Время работы аккумулятора без подзарядки. В отличии от свинцово-кислотного у литиевого аккумулятора доступно 100% емкости. Параллельно можно соединять любое количество аккумуляторов. При последовательном соединении менее дорогие модели часто имеют ограничение в 48 В

Мощность получаемая от генератора. Эта характеристика влияет как на емкость литиевой батареи,  так и на выбор зарядного устройства. Современные автомобильные генераторы имеют мощность около 2000 Вт. Если в автомобиле есть место только для одного дополнительного аккумулятора емкостью 100 Ач, то для его зарядки подойдет устройство номиналом 30 А. С его помощью генератор сможет заряжать дополнительный аккумулятор током примерно 25 А  и будет передавать аккумуляторам 350 Вт. Модель, номиналом 60 А, увеличит передаваемую мощность до 800 Вт. Для аккумулятора емкостью 100 Ач с максимальным током 0,5С этого окажется достаточно

Использовать в автомобиле дорогой LiFePO4 аккумулятор выгодно, когда все три параметра — мощность генератора, номинал зарядного устройства и допустимый ток зарядки аккумуляторов соответствуют друг другу. Например, если мощность автомобильного генератора 1400 Вт, а номинал зарядного устройства 120 А, то для аккумуляторной батареи емкостью 100 Ач с рейтингом 0,5С зарядный ток окажется недопустимо высоким. Но для аккумулятора с рейтингом 1С выбранное оборудование вполне подойдет.

Установка литиевого аккумулятора

Таблица значений длительно допустимого постоянного тока в зависимости от сечения медного кабеля при напряжении 12 Вольт и температуре 60 С

Перед установкой аккумулятора необходимо убедится, что выбранные зарядные профили и разрядный ток соответствуют его характеристикам. Если это не так, BMS просто отключит аккумулятор из соображений безопасности. Если литиевый АКБ планируется заряжать от автомобильного генератора, особенно на автомобилях EURO 6,  необходимо использовать специальное зарядное устройство.

Вместо корпуса автомобиля в качестве отрицательного проводника, лучше использовать кабель, идущий от отрицательной клеммы сервисного к отрицательной клемме стартового аккумулятора.

Все кабели, подключенные к литиевой батарее, необходимо защищать предохранителями, установленными как можно ближе к аккумуляторной клемме. Номинал предохранителя должен на 30% превосходить максимально ожидаемый в цепи ток. Например, если к литиевому аккумулятору емкостью 100Ач подключено зарядное устройство на 60 А, то на входе и выходе устройства ставят предохранители по 80А

Тяговый литиевый аккумулятор на катере

Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте.  От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует

Содержание статьи

LiFePO4 аккумулятор на катере

Компоненты тягового литиевого аккумулятора — четыре последовательно соединенных ячейки и плата управления, приложенная к одной из них

Тяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи. Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений

В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.

Литиевый аккумулятор и генератор

LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт

Спецификация типичного тягового литиевого аккумулятора:

Характеристика Значение
Номинальная емкость, Ач 125
Минимальная емкость, Ач 119
Электрическая энергия, кВтч 1,6
Номинальное напряжение, В 12,8
Выходное напряжение, В >12,8
Внутреннее сопротивление, мОм
Последовательное/параллельное соединение Последовательно до 4 аккумуляторов. Параллельно не ограничено
Максимальное напряжение зарядки, В 14,6 ± 0,1
Поддерживающее напряжение, В 13,8± 0,2
Стандартный зарядный ток, А 60
Максимальный зарядный ток, А 80
Стандартный разрядный ток, А 80
Максимальный разрядный ток, А 100 в течении 30 минут
Габариты, мм (Д х Ш х В) 318 х 165 х 215
Вес, кг 14,7
Характеристика Значение
Защитное напряжение при перезаряде, В/яч 3,8± 0,025
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 3,6± 0,025
Порядок отключения защиты Напряжение ниже порогового
Защитное напряжение при переразряде, В/яч 2,0± 0,08
Пороговое напряжение для сброса защиты при переразряде, В/яч 2,3± 0,1
Порядок отключения защиты Зарядка выше порогового напряжения
Защита от перегрузки по току, А 350
Задержка срабатывания защиты, с 0,5-1,5
Порядок отключения защиты Сброс нагрузки до допустимого значения
Защита от перегрева, С 65± 5
Сброс защиты при перегреве, С 50± 10
Напряжение генератора лодочного двигателя 14,0 — 14,4 В.  Регулятор генератора не может снизить это напряжение даже после того как аккумулятор зарядится до 100%.  Поэтому в течении всего времени работы двигателя через литиевые ячейки будет течь ток, который постепенно нагреет их. Даже если температура элементов и не достигнет критического для BMS значения, регулярное перенапряжение постепенно уменьшит их емкость и сократит срок службы

BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.

Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.

Ток зарядки

Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.

Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%.  Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается

Стандартный генератор автомобильного типа плохо приспособлен для зарядки тяговых аккумуляторов. Если аккумулятор потребляет ток в течении продолжительного времени, а охлаждение недостаточное, температура генератора вырастет и он может сгореть.

КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора.  Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается

Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно

Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.

Ограничение нагрузки на генератор

Устройства Sterling Power APD12 защищают генератор от повреждения при сбросе нагрузки во время работы двигателя

Ток в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.

Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен

Дополнительная защита аккумулятора

Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов для зарядки от генератора. Вверху изображена панель зарядного конвертера. Датчик, соединенный с устройством, отслеживает температуру аккумуляторной батареи. Выводы BMS (1) и BMS (2) служат для соединения с системой управления аккумулятором. В случае возникновения аварийной ситуации, BMS генерирует сигнал высокого (низкого) напряжения. Получив этот сигнал конвертер прекращает работу и снимает напряжение с аккумулятора. Работа автоматически возобновляется после того , как неисправность ликвидирована

BMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй —  плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:

Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.

DC-DC устройство Sterling Power BBW предназначено для зарядки 6 типов тяговых аккумуляторов, в том числе литиевых, от генератора двигателя. На фотографии представлена модель с входным и выходным напряжением 12 Вольт. Выпускаются варианты 12->12, 12->24, 12->36, 12->48, 24->24. Устройство имеет класс защиты IP68 (полностью водонепроницаемое), поэтому входные и выходные кабеля с предохранителями предустановлены изготовителем. Регулировка и настройка выполняется магнитным ключом

Устройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С.  Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.

Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С

Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек

Зарядные конвертеры

Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:

Проблема Последствия
Напряжение генератора не соответствует рекомендуемому напряжению зарядки литиевого аккумулятора

 

Аккумулятор заряжается медленно. Заряженный аккумулятор остается под повышенным напряжением. Срок службы аккумулятора сокращается
Непрерывная нагрузка может оказаться слишком высокой для генератора Генератор перегревается и выходит из строя
Резервная защита аккумулятора отсутствует

 

Отказ BMS или ее компонентов приводит к перезарядке аккумулятора. В крайнем случае аккумулятор разрушится или станет причиной пожара

Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.

Схема подключения DC-DC конвертеров для зарядки тяговых аккумуляторных батарей. В системе установлено два литиевых аккумулятора — один 12 вольтовый, другой 24-вольтовый. Конвертеры получают от генератора 14 Вольт и преобразуют это напряжение в подходящий для каждого аккумулятора зарядный профиль

В системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства

Преимущества зарядных конвертеров:

  • Sterling Power BB1260

    Входное напряжение 11-20 Вольт

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт

  • Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Есть режим 50% мощности

  • Быстрая зарядка постоянным током

  • Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp

    9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль

  • — &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP21

  • Sterling Power BB1230

  • 12->12 Вольт

  • Максимальный ток 30 А

  • Быстрая зарядка постоянным током &nbsp&nbsp&nbsp

    Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Sterling Power BBW1212

  • 12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp

    Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1

  • Максимальный ток 28 А &nbsp&nbsp&nbsp

    Максимальный ток, потребляемый устройством. Работает с генератором любой мощности

  • Безопасно для LiFePO4 АКБ

  • Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов

  • Водонепроницаемое &nbsp&nbsp&nbsp

    Класс защиты IP68

  • Преобразует фиксированное выходное напряжение генератора в профиль, состоящий из 4-5 участков разного уровня. Приложенное к тяговому аккумулятору напряжение больше не зависит от генератора, а определяется текущим состоянием самой аккумуляторной батареи
  • Заряжает аккумулятор быстрее, чем генератор напрямую. Понижает выходное напряжение после того как зарядит аккумулятор до 100%. Защищает литиевый аккумулятор от перезарядки
  • Ограничивает ток в цепи, так что он никогда не превышает номинал устройства. Благодаря этому нагрузка на генератор и зарядный ток аккумуляторной батареи всегда остаются в допустимых пределах
  • Прекращает зарядку по сигналу от BMS и уменьшает напряжение с ростом температуры аккумуляторной батареи. Обеспечивает дополнительный уровень защиты литиевого аккумулятора

Перед первым запуском Roomba® необходимо удалить язычок блокировки аккумулятора и оставить Roomba® на зарядку на ночь. Время зарядки при нормальных условиях составляет не менее 2 часов.

Примечание. Если у робота литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор, для вывода из спящего режима поместите Roomba® на док-станцию Home Base. После этого его можно будет сразу использовать. Чтобы определить тип используемого в вашем роботе аккумулятора, сверьтесь с таблицей типов аккумуляторов.

Поведение

Зарядка Roomba® должна происходить следующим образом:

  • При использовании зарядного устройства на нем должен непрерывно светиться зеленый индикатор при включении в сеть.

  • При использовании док-станции Home Base индикатор питания должен мигать приблизительно каждые 4 секунды, когда он включен в зарядное устройство или сеть. На некоторых док-станциях Home Bases индикатор питания выключится через 4 секунды. Это нормальное поведение для экономии энергии.

  • На некоторых роботах индикатор CLEAN во время зарядки должен мигать янтарно-красным цветом. На других роботах индикатор выключится через 1 минуту зарядки, но процесс зарядки будет продолжаться. На некоторых док-станциях Home Bases во время зарядки постоянно светится зеленый индикатор, на других он выключается через 4 секунды. Это нормальное поведение для экономии энергии.

  • Когда Roomba® определяет, что аккумулятор разряжен, он переключается в специальный режим обновления заряда. При переходе в режим обновления заряда индикатор CLEAN будет быстро мигать янтарно-красным цветом. Не прерывайте этот режим. Режим обновления заряда запускается роботом автоматически и не может быть вызван вручную. На некоторых роботах индикатор выключится через 1 минуту процесса обновления заряда, но сам процесс будет продолжаться. Это нормальное поведение для экономии энергии.

    Примечание. Режим обновления заряда не применим для литий-ионных аккумуляторов.

  • Когда цикл зарядки завершится, индикатор CLEAN на Roomba® должен постоянно светиться зеленым цветом или должен засветиться зеленым цветом после нажатия кнопки CLEAN.

  • Емкость аккумулятора со временем снижается в зависимости от возраста, температуры в помещении, типа напольного покрытия и частоты использования.

Состояние аккумулятора

Отображается на роботе во время уборки. Чтобы увидеть состояние аккумулятора во время уборки, нажмите на роботе кнопку CLEAN.

  • Зеленый: полностью заряжен
  • Янтарный: частично заряжен.
  • Мигающий янтарный: зарядка.
  • Красный: практически разряжен.
  • Мигающий красный: разряжен.

Советы

  • Всегда храните Roomba® в режиме зарядки на док-станции Home Base или с подключенным зарядным устройством. Для длительного хранения робота Roomba® поместите его в сухое прохладное место.

    Примечание. Для длительного хранения робота с металлгидридным аккумулятором (NiMH) извлеките из робота аккумулятор и поместите его в сухое прохладное место. Аккумуляторы типа NiMH следует хранить в полностью заряженном состоянии. Когда потребуется вновь использовать робот Roomba®, установите аккумулятор и полностью зарядите его. Емкость аккумуляторов типа NiMH может снижаться сама по себе даже при хранении отдельно от робота Roomba®.

  • Если время работы робота слишком короткое, воспользуйтесь советами по обслуживанию аккумуляторов.

  • Чтобы приобрести новый аккумулятор, посетите Интернет-магазин iRobot — Детали и принадлежности, обратитесь в Сервисную службу iRobot или воспользуйтесь услугами авторизованного дилера.

Литий-ионные аккумуляторные батареи: применение, обслуживание, зарядка. 💥 Li-Ion, LiFePo4, LiPo.

Литий-ионные (Li-ion), литий-полимерные (Li-Poly, Li-Po) и литий-железо-фосфатные батареи (LiFePo4, LFP) современные легкие и мощные батареи для всех видов техники, но что нужно о них знать?

Первые два типа батарей в большей степени получили свое применение в аккумуляторах для телефонов, фотоаппаратов, радиоуправляемых игрушкек, в носимых источниках питания, таких как power banks. Часто их применяют в пусковых устройствах для стартерных аккумуляторных батарей в виду их дешевизны.  Батареи данного типа не способны отдавать большой ток. Литий-железо-фосфатные или литий-ферум-фосфатные (LiFePo4) батареи нашли свое применение в источниках бесперебойного питания, так же их используют в мото и авто сегменте в качестве замены штатной стартерной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Такое применение в первую очередь связано с более высокой термической и химической стабильностью, возможность принимать и отдавать более высокий ток по сравнению с Li-Ion, Li-Po и свинцово-кислотными батареями. Рабочее напряжение LiFePo4 батарей имеет очень маленький диапазон, что приводит к практически постоянному напряжению разряда. Совокупность этих факторов делает LiFePo4 перспективной заменой обычных свинцово-кислотных батарей практически во всех возможных отраслях. Но пока цена является главным отталкивающим фактором.

Типичное применение LiFePo4 батарей – тяговые батареи для электрических автомобилей, гольф-каров, электрических самокатов и велосипедов, стартерные аккумуляторные батареи для мотоциклов и автомобилей, а также применение в источниках бесперебойного питания / оборудовании требовательного к стабильности напряжения.

 

Li-Ion, Li-Poly (LiPo)

Рабочее напряжение Li-Ion, Li-Po — 3В-4,2В. Возможен разряд вплоть до 2,8В, но дальнейшее снижение напряжения ведет к необратимому повреждению батареи.

Номинальное напряжение Li-Ion, Li-Po – 3,6-3,7В.

Полностью заряженная Li-Ion, Li-Po батарея – 4,2В, полностью разряженная – 3В.

Группа из 3ех ячеек в сумме будет иметь напряжение — 10,8В — 11,1В, группа из 4ех ячеек – 14,4-14,8В

Срок годности таких батарей, как правило составляет – 1000 циклов согласно IEC стандарту или 3 года со дня изготовления.

 

LiFePo4

Рабочее напряжение LiFePo4 -3В-3,6В. Возможен разряд вплоть до 2,8В, но дальнейшее снижение напряжения ведет к необратимому повреждению батареи.

Номинальное напряжение LiFePo4  – 3,2-3,3В.

Полностью заряженная LiFePo4 батарея – 3,6В, полностью разряженная – 3В.

Группа из 4ех ячеек в сумме будет иметь напряжение — 12,8В — 13,2В

Срок годности таких батарей, как правило составляет – 2000 циклов согласно IEC стандарту или 5-7 лет со дня изготовления.

Заряд литий-ионных (Liion), литий-полимерных (LiPoly) и литий-железо-фосфатных батарей (LiFePo4) от генератора автомобиля

Как видно из характеристик, батареи имеют разные номинальные напряжения, поэтому количество батарей в группе и суммарное напряжение группы батарей будет так же отличаться.

Так, сборка из четырех LiFePo4 батарей будет иметь номинальное напряжение 12,8 – 13,2В. Если взять те же 4 батареи, но LiIon или LiPo, то мы уже получим номинально 14,4В и зарядное напряжение будет 16,8В. У сборки из трех батарей напряжение зарядки будет 12,8В.

Таким образом, применение Li-Po, Li-Ion батарей для замены стартерных батарей исключено, т.к. напряжение генератора автомобиля 14,4В.

LiFePo4 батареи в свою очередь при номинальном напряжение 12,8В- 13,2В имеют напряжение зарядки 14,4В, что полностью соответствует выходному напряжения генератора автомобиля.

Заряд литий-ионных (Liion), литий-полимерных (LiPoly) и литий-железо-фосфатных батарей (LiFePo4) от внешнего зарядного устройства

По аналогии с генератором автомобиля не трудно догадаться, что применение обычного зарядного устройства для Li-Po и Li-Ion батарей опасно, т.к. для сборки из трех батарей, напряжение зарядки (14,4В) превысит допустимое напряжение группы батарей 12,6В. При зарядке сборки из четырех батарей – зарядка не будет полной, т.к. такую группу необходимо зарядить до 16,8В.

LiFePo4 аккумуляторную батарею, в отличии от Li-Po и Li-Ion батарей, можно заряжать от внешнего зарядного устройства, т.к. ее характеристики практически полностью дублируют характеристики свинцово-кислотных батарей (в части напряжения зарядки и номинального напряжения).

Правда, есть пара нюансов:

  1. На многих LiFePo4 батареях пишут Lithium Ion, без указания LiFePo4, что вводит людей в заблуждение. Если Вы сомневаетесь в том, к какому типу относится Ваша батарея, посмотрите полную спецификацию АКБ на сайте производителя.
  2. В LiFePo4  АКБ зарядка идет через специальную систему контроля состояния ячеек батареи, которая встроена в аккумулятор.  Данная система называется — BMS (Battery Management System)

 

BMS (Battery Management System) система батарей и зарядка от внешнего зарядного устройства

BMS – это электронное устройство, которые контролирует ток заряда и разряда батареи. Это устройство уже вмонтировано в батарею и может быть с простой логикой работы или более сложной. Простая логика работы – отключение зарядки по достижению заданного напряжения (полного заряда), более сложная логика заключается в непрерывном контроле состояния батареи, напряжения в каждой ячейке, температуры, в том числе может записывать лог работы батареи. Сложная BMS система может отключать батарею по перегреву, перезарядке и подобным событиям. BMS система может иметь защиту от глубокого разряда батареи, которая блокирует заряд, при снижении напряжения ниже порогового (2,8В-3В на ячейку) – UVP (under voltage protection).

Таким образом, в случае, если BMS система сработала по защите от глубокого разряда, обычное зарядное устройство не сможет разблокировать BMS и зарядить батарею. Для этих целей применяются специализированные зарядные устройство для LiFePo4 батарей, способные разблокировать BMS.

Помимо этого, профиль зарядного устройства должен быть CC/CV (Constant Current/Constant Voltage): заряд постоянным током, а затем при постоянном напряжении, ток снижается. Импульсы тока, повышение напряжения до 16В и выше для LiFePo4 батарей не допустимы. Применение десульфатирующих зарядных устройств запрещено.

Генератор транспортного средства имеет классический профиль CV поэтому зарядка от генератора возможна до тех пор, пока батарея не будет глубоко разряжена и не сработает защита.

При зарядке LiFePo4 батареи с сработавшей защитой необходимо быть крайне осторожным и контролировать напряжение и температуру батареи на протяжении всего процесса зарядки, ведь по сути идет процесс восстановления глубоко разряженной и возможно уже неисправной LiFePo4 батареи.

Современные зарядные устройства для LiFePo4 батарей имеют функции разблокировки BMS системы (BMS reset), могут автоматически контролировать температуру батареи, снижать силу тока по мере необходимости и прекращать заряд, если батарея в процессе зарядки не подала признаков жизни, что делает процесс восстановления и зарядки абсолютно безопасным.

Кулигин П.А.

Бэттери Сервис

 

Лучшие инструменты

Зарядка литиевых батарей: основы

Никки Мойлан 19 марта 2021 г.

При покупке в нашей компании процесс зарядки литиевых батарей становится повседневной частью рутины, и мы понимаем, что существует много информации о наших продуктах. Будь то то, как технология принимает зарядку, или передовые методы зарядки, мы здесь, чтобы изложить основы. Будь то передовые методы зарядки литиевых аккумуляторов, чтобы получить дополнительную информацию о том, как они работают и можно ли заряжать, чтобы ваша аккумуляторная система работала эффективно, наша команда всегда готова помочь.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4?

Наша команда получает этот вопрос ежедневно, и у нас есть сообщение в блоге о зарядке аккумуляторов LiFePO4, которое помогает решить эту тему. Существует три основных способа зарядки системы: от солнечной батареи, от генератора и от берега.

Battle Born Batteries продает аксессуары только тех брендов, которые, как мы знаем, производят качественную продукцию. Одна из таких компаний — Victron Energy. Battle Born — главный продавец компонентов Victron, потому что они надежны и хорошо сконструированы.Они даже предлагают телефонное приложение Victron Connect, в котором вы можете просматривать все сведения о своих устройствах с поддержкой Bluetooth.

Наша команда также рекомендует компоненты от Progressive Dynamics и Magnum. У нас есть много вещей для покупки, так что загляните в наш магазин, если вам нужно больше мощности!

Один из компонентов, который мы часто рекомендуем, — это контроллеры заряда Victron Energy SmartSolar MPPT для систем, оборудованных солнечными батареями. Для контроллеров заряда от солнечных батарей мы рекомендуем следующие настройки:

  • Насыпная и абсорбционная: 14.2-14,6 вольт (рекомендуется 14,4 вольт)
  • float: 13,6 (этот параметр будет зависеть от размера солнечной энергии, встроенной в вашу систему)

Мы также часто предлагаем интеллектуальное зарядное устройство Victron IP-65 Blue Smart Charger, поскольку оно водонепроницаемо, совместимо с Bluetooth и имеет профиль зарядки для литиевых аккумуляторов и аккумуляторов другого химического состава. Это устройство подключается напрямую к аккумулятору и предназначено для зарядки от одного аккумулятора. Он отлично подходит для тех, кто работает с троллинговыми двигателями или имеет последовательно подключенные аккумуляторные системы.

Для зарядки генератора мы часто рекомендуем использовать зарядное устройство постоянного тока или зарядное устройство аккумулятор-аккумулятор. Изолированное зарядное устройство Victron Orion-TR Smart DC-DC — это адаптивное трехступенчатое зарядное устройство с алгоритмами для опций накопления, поглощения и поплавка.

Вы также можете безопасно смешивать химические составы батарей с этим устройством, например пусковую батарею AGM с домашним литиевым банком. Стремитесь к диапазону от 14,2 В до 14,6 В с объемной ступенью и ступенью абсорбции, а для плавающей ступени лучше всего подходит 13,6 В.

Хотя литиевые батареи технически не требуют плавающего заряда, подавляющее большинство устройств все еще имеют режим плавающего заряда. Батареи, естественно, имеют напряжение 13,6 В, но достижение 14,6 В является идеальным и должно произойти, чтобы задействовать механизмы балансировки.

Нужно ли покупать специальное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?

Обращаясь к этому вопросу, наш главный операционный директор Шон подчеркивает, что комплект для модернизации от Progressive Dynamics с системой преобразователя имеет возможность зарядки литиевой батареи.Еще одно зарядное устройство, которое мы рекомендуем, — это Progressive Dynamics Inteli-Power 9100 из-за того, что их легко включить и установить в вашу систему в дополнение к любому компоненту Victron.

Могу ли я заряжать литиевые батареи с помощью генератора переменного тока?

Зарядка от генератора переменного тока — распространенный метод подзарядки литиевых батарей. Зарядка от генератора — отличный вариант, однако вам понадобится дополнительное оборудование, например, диспетчер изоляции аккумулятора (BIM).

Хорошо известный в отрасли инструмент, этот компонент специально запрограммирован для работы с нашими батареями.Он помогает одновременно контролировать дом и стартовый блок и имеет высокое внутреннее сопротивление. Он, безусловно, может потреблять больше энергии от генератора по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.

BIM обеспечивает дополнительный уровень безопасности, чтобы не повредить систему из трех или более литиевых батарей при зарядке от генератора во время длительной поездки. Если в вашей системе менее трех наших батарей, BIM не требуется, и вместо этого вы можете использовать стандартный изолятор.Они могут регулировать ток до 220 ампер и предотвращать повреждение генератора при длительной поездке.

Sterling Устройства защиты генератора переменного тока (APD) также доступны в нашем магазине, чтобы предотвратить повреждение от скачков напряжения. Эти устройства включаются с небольшой резистивной нагрузкой в ​​миллиампер-час, чтобы уменьшить возможное повышение напряжения из-за обрыва кабеля или любых других проблем. Если увеличение будет чрезмерно резким, это может привести к серьезному повреждению APD, но ваш генератор, батареи и регуляторы были защищены.

Цикл зарядки литиевой батареи: плавать или не плавать?

Наши литиевые батареи не нуждаются в подзарядке.

Что касается цикла зарядки и наших аккумуляторов, им не нужно плавать. Когда вы полностью зарядите литиевые батареи, вы можете отключить зарядное устройство и оставить их на хранение. Учтите, что со временем батареи немного разряжаются, но это не повредит батарею. Может потребоваться долить их при извлечении из хранилища.Нет необходимости подзаряжать ваши Battle Born аккумуляторы.

Однако, если у вас есть фургон с батареей, подключенной к берегу, вам следует избегать работы ваших приборов с батареей. Если вы не используете выключатель в своей системе, у вас нет выбора, откуда поступать 12 В. Наша команда рекомендует, если у вас есть преобразователь выходного напряжения с фиксированным выходным напряжением, лучше всего использовать выключатель, чтобы вынуть батареи из цепи и дать им отдохнуть.

Если у вас есть многоступенчатое зарядное устройство или преобразователь, вы можете оставить батареи в цепи, потому что они будут находиться при приемлемом напряжении на последней стадии заряда.

При зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов есть три основных этапа: накопление, абсорбция и плавание. Иногда для свинцово-кислотных аккумуляторов также требуются этапы выравнивания и техобслуживания. Это значительно отличается от зарядки литиевых батарей и их ступени постоянного тока и ступени постоянного напряжения. На этапе постоянного тока он будет поддерживать его в стабильном состоянии, пока батарея берет основную часть заряда. Как только будет достигнуто максимальное напряжение, зарядное устройство будет удерживать это напряжение, и ток начнет падать по мере того, как батарея будет заряжена.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов эта стадия постоянного напряжения обычно называется абсорбцией, и поскольку свинцово-кислотная батарея имеет более высокое сопротивление, зарядное устройство задействует стадию более высокой абсорбции в середине цикла зарядки. Вы можете проводить массовую зарядку на максимальном токе в течение нескольких часов, а затем вам придется подождать еще 2-3 часа, пока батарея будет заряжаться. Напротив, наши батареи будут оставаться на стадии постоянного тока или в течение почти всего цикла зарядки.

После достижения максимального напряжения 14,4 В аккумулятор в основном заряжается. Теперь мы просим вас удерживать это напряжение в течение 15-20 минут на каждой батарее. Батарея необязательно должна быть полностью заряжена, но это помогает сбалансировать ее. Напряжение ячейки начинает отделяться при максимальном напряжении. Как только это разделение напряжений произойдет, мы сможем сказать, какая ячейка заряжена больше, чем другие.

Как только мы это узнаем, система управления батареями (BMS) может инициировать цикл балансировки, в котором самые заряженные батареи обескровливаются через резистор, а затем все они могут вернуться к одному и тому же состоянию заряда.Хотя для нашей батареи не требуется абсорбции, мы используем стадию абсорбции в обычных зарядных устройствах для балансировки ячеек.

Все о мультибанковской зарядке:

Зарядка с несколькими банками — отличный способ сбалансировать последовательно соединенные аккумуляторные системы. Подключены положительный полюс к отрицательному для создания системы 24 В, поэтому важно следить за тем, чтобы батареи были сбалансированы. Первая разрядившаяся батарея перейдет в режим отключения при низком напряжении, что приведет к срабатыванию другой батареи.В итоге вы получите систему с меньшей производительностью, чем вы думаете.

Это также применимо, когда в вашей системе происходит отключение из-за высокого напряжения, поэтому выполнение этих шагов защитит вашу систему в любой из этих экстремальных ситуаций. Если вы будете часто заряжать их, они с большей вероятностью останутся в балансе, потому что BMS будет внутренне балансировать систему. В этом многоблочном зарядном устройстве выходные выводы электрически изолированы и по-прежнему могут подключать каждый отдельный вывод к каждой батарее, не прерывая зарядки.Оба они будут готовы к разрядке и будут полностью заряжены.

Если вы хотите приобрести собственное зарядное устройство для нескольких банков, мы рекомендуем зарядное устройство Dual Pro Professional Series для вашей системы. Это также популярный выбор среди любителей ловли окуня. Он имеет особый алгоритм для наших батарей и предлагается с 2 или 4 вариантами выхода.

Какое правильное напряжение зарядки для литиевых батарей 12 В, 24 В и 48 В?

Параметры зарядки нашего Battle Born Battery следующие:

  • Объем / абсорбция = 14.2–14,6 В.
  • Float = 13,6 В или ниже.
  • Нет эквалайзера (или, если возможно, установите его на 14,4 В).
  • Нет температурной компенсации.
  • По возможности время поглощения составляет примерно 20 минут на одну батарею.

Для системы 12 В мы действительно хотим сделать акцент на достижении 14,2–14,6 В для объемного и абсорбционного, а также для плавающего значения 13,6 В или ниже.

Для системы 24 В мы предлагаем объемную скорость и скорость поглощения 28,4–29,2 В с плавающей точкой до 27,2 В или ниже.Никакого выравнивания не требуется, но, если это возможно, мы рекомендуем 28,8 В. Температурная компенсация также не требуется, и время поглощения составляет примерно 20 минут на одну батарею, если это возможно.

Для системы на 48 В мы рекомендуем объемную скорость и скорость поглощения 57,4 В и плавающую с 56,5 В до 57 В. Иногда одна из батарей может вызвать отключение высокого напряжения в вашей системе. Внутренняя BMS батареи поможет справиться с отключением высокого напряжения. Наша команда хочет подчеркнуть, что в целом нет ничего плохого в том, чтобы поиграться со ставками оплаты для оптимизации вашей системы.

Сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?

Один из наших наиболее часто задаваемых вопросов — «сколько времени нужно для зарядки литиевых батарей?»

Наши эксперты отмечают, что время зарядки зависит от конкретного зарядного устройства в вашей системе. Литий-ионные батареи имеют низкое внутреннее сопротивление, поэтому они принимают на себя весь ток, подаваемый в текущем цикле зарядки. Например, если у вас есть зарядное устройство на 50 ампер и одна батарея на 100 ампер-час, разделите 100 ампер на 50, чтобы получить время зарядки 2 часа.

Другой пример: у вас есть пять аккумуляторов на 100 Ач (ампер-час), всего 500 Ач и зарядное устройство на 100 А. Зарядка с нуля до 100 процентов займет около 5 часов с учетом времени, достаточного для балансировки цикла зарядки. Мы не рекомендуем вам превышать эту скорость зарядки, так как это может привести к сокращению срока службы батареи. В экстренной ситуации аккумулятор можно заряжать быстрее, если это необходимо, но мы не рекомендуем вам брать в привычку экстренную зарядку аккумулятора.

Если у вас есть дополнительные вопросы по зарядке литиевых батарей, наш канал YouTube и раздел часто задаваемых вопросов на нашем веб-сайте предлагают обширную информацию.Нужна дополнительная помощь? Направляйте свои вопросы нашим специалистам по продажам и техническим вопросам, позвонив им по телефону 855-292-2831 или отправив электронное письмо на адрес [адрес электронной почты защищен].

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (775) 622-3448!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти на рынок и остаться там.

Лучшие зарядные устройства для литиевых аккумуляторов и зачем они вам

Многие автофургоны обратились к передовой технологии литиевых батарей для удовлетворения своих потребностей в энергии по многим причинам. У них много преимуществ по сравнению с традиционными свинцово-кислотными батареями глубокого разряда. Они меньше весят, обладают большей мощностью, более длительным сроком службы, не требуют обслуживания и более экологичны. Вы также получите более быструю зарядку, чем свинцово-кислотные аккумуляторы.

Благодаря всем этим преимуществам зарядное устройство для литиевых батарей внезапно становится необходимым.Давай узнаем почему!

Что такое зарядное устройство для литиевой батареи?

Подобно свинцово-кислотной системе зарядки, зарядное устройство для литиевых батарей представляет собой устройство ограничения напряжения, которое помогает в безопасной зарядке батарей. Но на этом сходство в значительной степени заканчивается.

Эти два типа батарей имеют разный химический состав для выработки энергии, поэтому им нужны соответствующие зарядные устройства, чтобы удовлетворить эти химические потребности. Зарядные устройства для литиевых батарей могут безопасно заряжать литиевые батареи при гораздо более высоком напряжении (перевод: более быстрая зарядка!).В то же время они обеспечивают химическое взаимодействие в течение более длительного срока службы (перевод: меньше заменяемых батарей).

Можно ли зарядить литиевую батарею обычным зарядным устройством?

А ты можешь? Абсолютно. Вы должны? Этот вопрос заслуживает более подробного ответа.

Если вы использовали обычное зарядное устройство, литиевая батарея заряжалась. Однако он заряжался бы намного медленнее. Свинцово-кислотные зарядные устройства конструктивно используют более низкое напряжение. Если бы они существенно не ограничили напряжение, батареи могли бы перегреться, что привело бы к возгоранию или даже взрыву! Но есть еще кое-что.

При выборе свинцово-кислотных зарядных устройств по сравнению с литиевыми, определите диапазон напряжений двух аккумуляторов. Свинцово-кислотный аккумулятор в состоянии покоя полностью заряжается при напряжении 12,6–12,8 В. В состоянии покоя литиевая батарея не будет полностью заряжена, пока не достигнет 13,3–13,4 В.

Поскольку свинцово-кислотные зарядные устройства должны использовать более низкое напряжение для зарядки аккумуляторов, они могут заполнить только около 80% литиевой батареи, что нехорошо для батареи (ни для RVer, нуждающегося в энергии!). Он подчеркивает химический состав лития и сокращает срок службы батареи.

Таким образом, вам не только потребуется намного больше времени для зарядки с помощью обычного свинцово-кислотного зарядного устройства, но вы также повредите свои литиевые батареи. Эти проблемы бросают вызов двум лучшим преимуществам литиевых батарей!

Зачем нужно зарядное устройство для литиевой батареи

Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов

заряжает соответствующие аккумуляторы в пять раз быстрее, чем свинцово-кислотное зарядное устройство. Если этого недостаточно для поддержки этого обновления, давайте рассмотрим еще несколько факторов.

Напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла постоянно падает по мере разряда, а также при увеличении нагрузки.

Это не относится к литий-ионным батареям, которые могут обеспечивать пиковую мощность, а также постоянное напряжение независимо от нагрузки. Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов способствует повышению эффективности аккумулятора и процессу хранения.

Как упоминалось ранее, диапазон напряжений свинцово-кислотных аккумуляторов по сравнению с литиевыми батареями имеет значение. Поскольку свинцово-кислотный аккумулятор полностью заряжен при напряжении 12,7–12,8 В, большинство свинцово-кислотных зарядных устройств не будут снова начинать массовую зарядку, пока заряд аккумулятора не упадет ниже 12.5В-12,7В. Итак, если вы используете свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи, вам придется использовать почти всю накопленную энергию литиевой батареи, прежде чем свинцово-кислотное зарядное устройство снова начнет ее заряжать.

Как это выглядит для среднего RVer? Для иллюстрации воспользуемся примером, связанным с солнечной зарядкой.

Даже если солнце ярко светит, свинцово-кислотный солнечный контроллер заряда не начнет заряжать литиевую батарею, пока заряд не упадет в достаточной степени. Он будет продолжать заряжаться, и вы потеряете возможность подзаряжать свои батареи в светлое время суток!

Это лишь один из многих примеров, показывающих, что вам нужно зарядное устройство для литиевых батарей, если вы используете литиевые батареи.

На что обращать внимание при выборе зарядного устройства для литиевой батареи

При выборе зарядного устройства для литиевой батареи необходимо учитывать несколько факторов.

Во-первых, убедитесь, что входное напряжение (величина напряжения, которую вы собираетесь сразу подать в аккумуляторную батарею) не превышает того, что может выдержать конкретное зарядное устройство. В противном случае это приведет к повреждению внутренних компонентов.

Дополнительно проверьте выходное напряжение зарядного устройства, которое должно быть совместимо с аккумулятором.Регулировка напряжения жизненно важна, потому что литиевые батареи чувствительны к перенапряжению.

Затем рассмотрите рейтинг вашей батареи / батарей в ампер-часах. Вы не хотите покупать зарядное устройство, у которого номинальная мощность в ампер-часах ниже, чем у вашей батареи.

Наконец, подумайте о процессе охлаждения зарядного устройства и стоимости батарей, потому что стоимость всегда имеет значение! Вам нужна литиевая батарея и зарядное устройство высочайшего качества, которые вы можете себе позволить.

Лучшие зарядные устройства для литиевых аккумуляторов

Теперь, когда у вас есть элементарное представление о функциях зарядного устройства для литиевых батарей и его преимуществах, пора отправиться за покупками.Вот наши основные рекомендации:

Зарядное устройство для литиевых батарей Progressive Dynamics

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов Progressive Dynamics PD9160ALV — это хорошо зарекомендовавший себя преобразователь / зарядное устройство на 60 А. Он обеспечивает отфильтрованное питание постоянного тока, обеспечивая правильное управление литиевой батареей.

Это устройство ограничивает ток электроникой для автоматического снижения выходного напряжения. В свою очередь, это предотвращает перегрев и повреждение компонентов. Он также использует автоматическую тепловую защиту для снижения выходной мощности зарядного устройства до безопасного уровня, если температура устройства слишком высока.

Это зарядное устройство обеспечивает зарядку при постоянном токе / постоянном напряжении (CC / CV) в соответствии с рекомендациями производителей литиевых батарей. Вы можете подключать его как параллельно, так и последовательно, и он оснащен надежным охлаждающим вентилятором, который работает в условиях высоких нагрузок.

Рецензенты отмечают, что установка этого устройства очень проста с двумя простыми проводными соединениями.

Розничная цена этого устройства составляет около 220 долларов.

Зарядное устройство Victron BlueSmart IP65

Victron Blue Smart IP65 имеет встроенный BlueTooth, поэтому вы можете легко контролировать его изнутри или снаружи вашего оборудования.Это мощное водонепроницаемое зарядное устройство весом менее двух фунтов имеет семиступенчатый алгоритм зарядки. Это увеличивает производительность вашей батареи / батарей, сохраняя при этом их работоспособность.

При подключении к сильно разряженной батарее это зарядное устройство будет принудительно подавать на нее слабый ток, пока не будет достигнуто надлежащее напряжение. После этого возобновится обычная зарядка.

Это зарядное устройство поставляется с проушинами / кольцевыми клеммами и зажимами «крокодил» для легкого подключения.

Рецензентам нравится функциональность приложения Victron, которая позволяет просматривать историю циклов зарядного устройства.Вы увидите гистограмму, и нажатие на любую из полос покажет вам продолжительность и общее количество А (ампер-часов), доставленных на каждом этапе!

Розничная цена BlueSmart IP65 составляет около 150 долларов.

Интеллектуальное зарядное устройство Orion TR

Orion TR Smart Charger — еще одно трехступенчатое зарядное устройство (накопительное, абсорбирующее и плавающее) с BlueTooth от Victron Energy. Он подходит для систем 12 В или 24 В, так что вы можете использовать его как со свинцово-кислотными, так и с литиевыми батареями.

Victron делает эти блоки доступными до 400 Вт, и вы можете объединить несколько блоков для увеличения выходной мощности.

Лучше всего то, что вы можете удаленно контролировать, программировать и управлять им через Bluetooth. Orion TR также может определять работу двигателя, что позволяет дополнительно экономить заряд аккумулятора.

Это зарядное устройство продается по цене около 265 долларов.

В заключение, есть о чем подумать при выборе зарядного устройства для литиевых батарей. Но самое главное, что вы можете сделать, — это каждый раз использовать литиевое зарядное устройство вместо свинцово-кислотного!

Последнее обновление 25.05.2021 / Партнерские ссылки / Изображения из API рекламы продуктов Amazon

Можно ли использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для аккумуляторов LiFePO4?

Привет, ребята,

Вопрос, который мы недавно получили от наших клиентов, заключается в том, можно ли заряжать LiFePO4 аккумуляторы с помощью свинцово-кислотного зарядного устройства.

Ниже вы найдете ответ, почему этого не следует делать. Простой ответ: это ВОЗМОЖНО, но вы должны быть ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНЫ и РИСКУЕТЬ срок службы батареи.

Литиевая батарея LiFePO4 на 12 В, полностью заряженная до 100%, будет поддерживать напряжение около 13,3–13,4 В. Его свинцово-кислотный двоюродный брат будет примерно 12,6–12,7 В. Литиевая батарея с емкостью 20% будет выдерживать напряжение около 13 В, ее свинцово-кислотный родственник будет около 11,8 В при той же емкости. Как видите, мы играем с очень узким диапазоном напряжения для лития, меньше 0.5 В более 80% мощности.

Зарядное устройство для литиевого LiFePO4 — это устройство ограничения напряжения, которое имеет сходство со свинцово-кислотной системой. Отличия от литий-ионных аккумуляторов заключаются в более высоком напряжении на элемент, более жестких допусках по напряжению и отсутствии непрерывного или плавающего заряда при полной зарядке. В то время как свинцово-кислотный предлагает некоторую гибкость с точки зрения отключения напряжения, производители элементов LiFePO4 очень строго подходят к правильным настройкам, поскольку литий-ионные аккумуляторы не могут выдерживать перезаряд. Так называемого чудо-зарядного устройства, обещающего продлить срок службы батареи и получить дополнительную емкость с помощью импульсов и других уловок, не существует.LiFePO4 — это «чистая» система, которая берет только то, что может поглотить.

Литиевые зарядные устройства основаны на алгоритме заряда CV / CC (постоянное напряжение / постоянный ток). Зарядное устройство ограничивает количество тока до предварительно установленного уровня, пока аккумулятор не достигнет предварительно установленного уровня напряжения. Затем ток уменьшается по мере того, как аккумулятор полностью заряжается. Эта система обеспечивает быструю зарядку без риска перезарядки и подходит для литий-ионных и других типов аккумуляторов.

Пример двухэтапного алгоритма зарядного устройства для литиевых батарей

Как видно из приведенного выше графика заряда, литиевая батарея имеет резкое повышение напряжения в самом конце цикла зарядки.На этом этапе зарядный ток очень быстро падает, а затем зарядное устройство переключается в режим питания.

Большинство свинцово-кислотных интеллектуальных зарядных устройств в наши дни имеют особые алгоритмы зарядки, подходящие для залитых / AGM / гелевых аккумуляторов, которые обычно требуют трехэтапного процесса зарядки: объемный / абсорбционный / плавающий. Когда зарядное устройство переходит в объемное состояние, оно обычно заряжает свинцово-кислотный аккумулятор полным током примерно до 80% емкости. В этот момент зарядное устройство перейдет в стадию абсорбции.

Типичный алгоритм свинцово-кислотного зарядного устройства

На этой фазе зарядки зарядное устройство будет поддерживать максимальное напряжение для выбранной батареи и заряжать батарею пониженным током, поскольку внутреннее сопротивление батареи не может принять ток заряда при максимальная мощность. Как только ток снизится примерно до ≤10% от общей мощности зарядного устройства, он перейдет в плавающее состояние. Стадия абсорбции также зависит от времени, если зарядное устройство все еще находится в фазе абсорбции через 4 часа, зарядное устройство автоматически перейдет в стадию поплавка.Обычно это происходит, если размер зарядного устройства меньше размера для аккумуляторной батареи, или если в системе работают нагрузки, которые не позволяют зарядному устройству снизить ток ниже точки перехода.

Большинство, если не все свинцово-кислотные зарядные устройства имеют режим выравнивания. На некоторых зарядных устройствах этот режим может быть автоматическим, и его нельзя отключить. Литиевые батареи не требуют выравнивания напряжения. Применение выравнивающего заряда 15 В + к литиевой батарее приведет к необратимому повреждению элементов.

Другая функция свинцово-кислотных зарядных устройств — это возврат к основному напряжению.Напряжение полностью полностью заряженных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет около 12,7 В. Когда зарядное устройство находится в плавающем режиме, оно будет поддерживать заданное напряжение батареи (обычно в пределах 13,3-13,8 В в зависимости от типа батареи), а также поддерживать любые нагрузки, работающие в это время. Если нагрузка превысит максимальную выходную мощность зарядного устройства в плавающем режиме, то напряжение аккумулятора начнет снижаться. Как только напряжение достигнет значения «возврат к основному», зарядное устройство начнет новый цикл зарядки и начнет повторную зарядку аккумулятора.

Напряжение «возврата к основному» в свинцово-кислотных зарядных устройствах обычно равно 12.5-12,7в. Это напряжение для литиевой батареи слишком низкое. При этом напряжении литиевая батарея будет разряжена примерно до 10-15% уровня заряда. Алгоритмы заряда лития обычно устанавливают возврат к основному напряжению 13,1-13,2 В. Это еще одна причина того, что стандартное свинцово-кислотное зарядное устройство не подходит для литиевых батарей.

Некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства «опрашивают» аккумулятор при запуске, чтобы определить напряжение / сопротивление аккумулятора. На основе информации о возврате зарядное устройство затем определяет, с какой фазы зарядки начать.Поскольку литий будет удерживать напряжение выше 13 + В, некоторые свинцово-кислотные зарядные устройства будут рассматривать это как почти полную батарею и переходить в плавающую стадию и полностью обходить стадию зарядки.

Если вы хотите использовать свинцово-кислотное зарядное устройство для литиевой батареи, вы можете, ОДНАКО, вы НЕ должны использовать свинцово-кислотное зарядное устройство, если оно имеет автоматический «режим выравнивания», который нельзя отключить постоянно. Свинцово-кислотное зарядное устройство, которое можно настроить на зарядку не выше 14,6 В, можно использовать для обычной зарядки, а затем ДОЛЖНО быть отключено после полной зарядки аккумулятора.ЗАПРЕЩАЕТСЯ оставлять подключенным свинцово-кислотное зарядное устройство для обслуживания или хранения аккумулятора, потому что большинство из них НЕ будет поддерживать надлежащий алгоритм заряда литиевых аккумуляторов, и это приведет к повреждению аккумулятора, и это не покрывается гарантией на аккумулятор.

В конечном счете, использование зарядного устройства с особым алгоритмом зарядки литиевых батарей — лучший вариант для максимальной производительности и срока службы любой литиевой батареи.

Источник: Enerdrive.com

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов позволяет выбрать метод подключения и включает регулируемый стабилизатор тока 100 мА с низким падением напряжения

Литий-ионные аккумуляторы

, в том числе литий-ионные полимерные, относительно близки к идеальным аккумуляторам: высокая плотность энергии, легкий вес, низкий саморазряд, высокое напряжение (по сравнению с другими элементами), отсутствие проблем с памятью, низкие эксплуатационные расходы и, что самое главное, , они просты в зарядке.Конечно, есть и недостатки, но оставим это на потом в этой статье.

Поскольку многие портативные устройства могут работать от одной литий-ионной батареи, во многих зарядных устройствах с одной ячейкой используется линейная, а не переключаемая топология. Линейные зарядные устройства проще переключателей и сравнительно эффективны при низком перепаде входного и выходного напряжения, типичном для портативных устройств.

В этой статье представлено простое автономное зарядное устройство на 1 А, которое сочетает в себе многие желаемые характеристики зарядного устройства и стабилизатор LDO в крошечном низкопрофильном корпусе DFN размером 3 мм × 3 мм.Также кратко обсуждаются плюсы и минусы литий-ионных аккумуляторов, а также способы зарядки.

Существует несколько рекомендуемых методов зарядки литий-ионных аккумуляторов. Один из способов — подать на аккумулятор постоянное напряжение с ограничением по току в течение трех часов, а затем остановиться. При использовании этого метода аккумулятор будет заряжен на 100% через 3 часа при условии, что ток заряда установлен в диапазоне примерно от C 1 до C / 2.

Второй аналогичный метод заключается в подаче ограниченного по току постоянного напряжения на батарею при одновременном контроле тока заряда.Во время первой части цикла зарядки зарядное устройство находится в режиме постоянного тока, при этом напряжение аккумулятора медленно повышается по мере того, как аккумулятор принимает заряд. Когда напряжение батареи приближается к запрограммированному постоянному (плавающему) напряжению, ток заряда начинает экспоненциально падать. Когда зарядный ток падает до достаточно низкого значения, зарядное устройство прекращает зарядку. В зависимости от выбранного минимального тока заряда аккумулятор заряжен от 95% до 100%. Поскольку литий-ионные батареи не способны поглощать перезаряд, весь ток заряда должен прекратиться, когда батарея полностью зарядится.

LTC4063 — это законченное одноэлементное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, которое предоставляет пользователю возможность выбора методов завершения зарядки и включает в себя регулируемый линейный стабилизатор 100 мА с низким падением напряжения. В дополнение к обычному алгоритму заряда при постоянном токе / постоянном напряжении, другие желательные функции включают ограничение мощности, которое снижает ток заряда при высокой температуре окружающей среды и / или в условиях высокого рассеяния мощности. Это позволяет зарядному устройству обеспечивать более высокие токи заряда в нормальных условиях и при этом обеспечивать безопасную зарядку в ненормальных условиях, таких как высокая температура окружающей среды, высокое входное напряжение или низкое напряжение батареи.

LTC4063 содержит много общих черт с другими литий-ионными зарядными устройствами, включая непрерывную подзарядку при низком заряде батареи, автоматическую подзарядку, контроль тока заряда, вывод состояния заряда, возможность зарядки от USB-источника питания, низкий ток разряда батареи при удалении V IN и точность (± 0,35%) точность напряжения заряда аккумулятора.

Что отличает это линейное зарядное устройство от других одноэлементных зарядных устройств, так это возможность выбора окончания заряда и встроенный регулятор напряжения. Прекращение может быть основано либо на общем времени, которое программируется, либо на минимальном токе заряда, который также программируется, либо цикл заряда может быть остановлен пользователем с помощью контакта разрешения заряда.

Регулятор с малым падением напряжения, который питается от батареи, регулируется от 1 В до почти 4,2 В и может обеспечивать нагрузку до 100 мА. Низкий рабочий ток покоя 15 мкА и ток отключения 2,5 мкА продлевают срок службы батареи.

Первая часть цикла заряда состоит из нагнетания постоянного тока (обычно 1С) в батарею до тех пор, пока напряжение элемента не приблизится к запрограммированному плавающему напряжению (обычно 4,2 В ± 1% или лучше), после чего зарядный ток начинает падать.Для разряженной батареи это происходит примерно через 30 минут, когда уровень заряда батареи составляет примерно 55% от полной емкости. Поскольку зарядный ток довольно быстро падает на этапе постоянного напряжения цикла зарядки, аккумуляторной батарее требуется еще 2 часа, чтобы довести ее до уровня заряда 100%. К сожалению, мало что можно сделать для ускорения этой части цикла зарядки без превышения рекомендованного напряжения зарядки.

В некоторых зарядных устройствах используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), который расположен рядом с аккумулятором или внутри него для измерения температуры аккумулятора.Это защищает аккумулятор, не позволяя начать цикл зарядки, если температура аккумулятора ниже 0 ° C или выше 50 ° C. Во время нормального цикла зарядки литий-ионные аккумуляторы очень мало нагреваются.

На рисунке 1 показан цикл зарядки LTC4063 для литий-ионного полимерного аккумулятора емкостью 900 мАч со скоростью 1С. Кривые показывают взаимосвязь между током заряда, напряжением аккумулятора, емкостью заряда и выходным сигналом CHRG. Поскольку был выбран метод завершения таймера, цикл зарядки закончился примерно через 172 минуты при 100% уровне заряда аккумулятора.(Примечание: зарядный ток ближе к концу цикла зарядки очень низкий — 6 мА). На рисунке 1 также показан выходной сигнал с открытым стоком CHRG, который был запрограммирован на повышение, когда ток заряда падает ниже 50 мА (порог I DETECT ) или приблизительно C / 20.

Рис. 1. Цикл зарядки литий-ионного элемента емкостью 900 мАч, заряженного при 1С с использованием завершения таймера.

Рис. 2. Укомплектованное одноэлементное литий-ионное зарядное устройство с таймером, обнаружением минимального тока заряда 50 мА и стабилизатором напряжения 3 В 100 мА LDO.

Если бы был выбран метод завершения минимального тока заряда, а не метод таймера, цикл заряда закончился бы, когда сигнал CHRG стал высоким (через 105 минут). В этот момент аккумулятор заряжен примерно на 97%, а для зарядки последних 3% потребуется еще час. Программируемый пороговый уровень тока I DETECT LTC4063 имеет превосходную точность даже при уровне тока всего 5 мА. Программирование низкого тока I DETECT и выбор завершения минимального тока приведет к завершению цикла зарядки примерно в то же время, что и отключение таймера.

Какое окончание лучше? Из предыдущего абзаца кажется, что это может не иметь большого значения, потому что, выбрав низкий уровень тока I DETECT , эти два метода можно сделать практически идентичными. Прекращение минимального зарядного тока может иметь преимущество в ситуации, когда может потребоваться выбрать разные уровни зарядного тока во время цикла зарядки, или при зарядке батареи, которая все еще имеет частичный заряд, цикл зарядки может быть очень коротким. Но завершение таймера может быть лучше, если нагрузка, превышающая запрограммированный уровень тока I DETECT , постоянно подключена к батарее.В этой ситуации цикл зарядки может никогда не закончиться. Кроме того, при завершении таймера, если батарея не достигает порога перезарядки 4,1 В по окончании таймера, таймер сбрасывается и начинается новый цикл зарядки.

Правильный ток заряда всегда зависит от емкости аккумулятора или просто «C». Буква «C» — это термин, используемый для обозначения заявленной производителем разрядной емкости аккумулятора, которая измеряется в мАч. Например, батарея с номиналом 900 мАч может обеспечивать нагрузку 900 мА в течение одного часа до того, как батарея разрядится.В том же примере зарядка аккумулятора со скоростью C / 3 будет означать зарядку на 300 мА.

В семействе литий-ионных батарей есть несколько составов: в основном оксид лития-кобальта или оксид лития-марганца в качестве положительного электрода и либо кокс, либо графит в качестве отрицательного электрода. Электролит представляет собой жидкость в цилиндрических ячейках или твердое тело или гель в литий-ионных полимерных ячейках. Поскольку в полимерных ячейках не используется жидкость, упаковка ячейки может состоять из недорогого легкого мешочка из фольги, который может быть выполнен в различных формах, включая очень тонкие ячейки, идеально подходящий для сотовых телефонов и других небольших портативных устройств.Хотя характеристики разряда и производительность разных типов литий-ионных элементов различаются, характеристики зарядки по существу одинаковы.

Технология перезаряжаемых литиевых батарей является относительно новой, и поэтому многие улучшения будущих характеристик батарей практически гарантированы. Различные материалы, химические вещества и конструкция, несомненно, позволят создать аккумулятор, который будет еще ближе к идеальному аккумулятору.

Рекомендуемое напряжение заряда — это компромисс между емкостью элемента, сроком службы элемента и безопасностью элемента.Более высокие напряжения заряда увеличивают емкость ячейки в мАч, но сокращают срок ее службы. Также существуют верхние пределы, которых необходимо придерживаться из соображений безопасности. Чаще всего напряжение заряда составляет 4,2 В ± 1%, хотя в будущих конструкциях аккумуляторов напряжение может быть немного выше. В приложениях, в которых срок службы превышает емкость элемента, более низкое напряжение заряда значительно увеличивает срок службы. Циклы мелкой, а не глубокой разрядки также увеличивают срок службы. Срок службы литий-ионной батареи обычно заканчивается, когда ее емкость падает до 80% от номинальной.

Один из менее известных фактов о литий-ионных аккумуляторах — это их характеристики старения. Литий-ионные батареи имеют ограниченный срок службы вне зависимости от того, хранятся они или используются ежедневно. Необратимая потеря емкости, особенно для литий-марганцевых химикатов, увеличивается с увеличением уровня заряда и температуры. Например, хранение батареи при уровне заряда 40% при 25 ° C в течение года может привести к постоянной потере емкости на 4%, тогда как при хранении при уровне заряда 100% постоянная потеря емкости будет близка к 20%. .Хранение на уровне 100% заряда при 40 ° C может привести к необратимой потере емкости до 35% через год. Конечно, дальнейшие улучшения в технологии литий-ионных аккумуляторов наверняка минимизируют старение.

Литий-ионные аккумуляторы

не могут поглощать перезаряд. Ток заряда должен быть полностью отключен, когда аккумулятор полностью заряжен. Избыточная зарядка может вызвать внутреннее металлическое покрытие литием, что является проблемой безопасности. Кроме того, литий-ионные батареи не следует разряжать ниже 2,5–3 В, в зависимости от химического состава батареи, так как внутреннее меднение может вызвать короткое замыкание.

Большинство производителей литий-ионных аккумуляторов не продают аккумуляторы, если они не имеют встроенной схемы защиты аккумуляторного блока для обеспечения безопасности и продления срока службы аккумулятора. Схема включает переключатель на полевом транзисторе, включенный последовательно с аккумулятором, который отключается в случае перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузки по току и перегрева при зарядке или разрядке аккумулятора. Длительное перенапряжение во время зарядки может привести к перегреву, взрыву или даже взрыву аккумулятора.При разрядке защита блока отключает батарею, если напряжение батареи падает ниже заданного порогового уровня или если ток батареи превышает заданный предел. Без защиты блока литий-ионные батареи могут быть легко повреждены или, что еще хуже, могут вызвать повреждение других схем или телесные повреждения.

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов LTC4063 предлагает пользователю отличную комбинацию упаковки (3 мм × 3 мм DFN), высокого зарядного тока (1 А), постоянного плавающего напряжения (0,35%), низкого допустимого тока I DETECT (5 мА), выбор оконечной нагрузки и встроенный стабилизатор 100 мА LDO.Два других зарядных устройства имеют схожие характеристики зарядки, но различаются функциями. LTC4061 не имеет регулятора, но включает в себя вход для определения температуры NTC, вход USB для выбора тока и дополнительный выход состояния. LTC4062 заменяет стабилизатор LDO программируемым компаратором и эталоном, а также включает в себя вход выбора тока USB.

Фотоускоренная быстрая зарядка литий-ионных аккумуляторов

  • 1.

    Kang, K., Meng, Y. S., Bréger, J., Gray, C.П. и Седер, Г. Электроды большой мощности и большой емкости для перезаряжаемых литиевых батарей. Наука 311 , 977–980 (2006).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 2.

    Rolison, D. R. et al. Многофункциональные трехмерные наноархитектуры для хранения и преобразования энергии. Chem. Soc. Ред. 38 , 226–252 (2009).

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Ван Ю. и Цао Г. Разработка наноструктурированных катодных материалов для высокоэффективных литий-ионных батарей. Adv. Матер. 20 , 2251–2269 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 4.

    Брюс П. Г., Скросати Б. и Тараскон Ж.-М. Наноматериалы для литиевых аккумуляторных батарей. Angew. Chem. Int. Эд. 47 , 2930–2946 (2008).

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Гуденаф, Дж. Б. и Парк, К.-С. Литий-ионная аккумуляторная батарея: перспектива. J. Am. Chem. Soc. 135 , 1167–1176 (2013).

    CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Уиттингем М.С. Литиевые батареи и катодные материалы. Chem. Ред. 104 , 4271–4302 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7.

    Эллис, Б. Л., Ли, К. Т. и Назар, Л. Ф. Материалы положительных электродов для литий-ионных и литиевых батарей. Chem. Матер. 22 , 691–714 (2010).

    CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    Маром Р., Амальрадж С. Ф., Лейфер Н., Джейкоб Д. и Аурбах Д. Обзор современных и практичных материалов для литиевых батарей. J. Mater. Chem. 21 , 9938–9954 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    Lu, J. et al. Роль нанотехнологий в разработке аккумуляторных материалов для электромобилей. Нат. Nanotechnol. 11 , 1031–1038 (2016).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 10.

    Теккерей М. М., Джонсон П. Дж., Де Пиччиотто Л. А., Брюс П. Г. и Гуденаф Дж. Б. Электрохимическая экстракция лития из LiMn 2 O 4 . Mater. Res. Бык. 19 , 179–187 (1984).

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Хантер, Дж. К. Получение новой кристаллической формы диоксида марганца: λ-MnO 2 . J. Solid State Chem. 39 , 142–147 (1981).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 12.

    Озуку Т., Китагава М. и Хираи Т. Электрохимия диоксида марганца в неводном литиевом элементе III.Рентгеноструктурное исследование восстановления связанного со шпинелью диоксида марганца. J. Electrochem. Soc. 137 , 769–775 (1990).

    CAS Статья Google Scholar

  • 13.

    Сираиси, Ю., Накаи, И., Цубата, Т., Химеда, Т. и Нисикава, Ф. Анализ тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей на месте в процессе заряда-разряда в LiMn 2 O 4 , материал перезаряжаемой литиевой батареи. J. Solid State Chem. 133 , 587–590 (1997).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 14.

    Кушида К. и Курияма К. Наблюдение расщепления кристаллического поля, связанного с полосами Mn-3d в пленках шпинель-LiMn2O4, путем оптического поглощения. Прил. Phys. Lett. 77 , 4154–4156 (2000).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 15.

    Хоанг, К. Понимание электронной и ионной проводимости и сверхстехиометрии лития в шпинели LiMn2O4. J. Mater. Chem. А 2 , 18271–18280 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Mukerjee, S. et al. Структурная эволюция LixMn2O4 в элементах литий-ионных батарей, измеренная на месте с использованием методов синхротронной дифракции рентгеновских лучей. J. Electrochem. Soc. 145 , 466–472 (1998).

    CAS Статья Google Scholar

  • 17.

    Вюрфель П. и Вюрфель У. Физика солнечных элементов: от основных принципов до передовых концепций . (Вайли-ВЧ, 2009).

  • 18.

    Стоянова Р., Горова М., Жечева Е. ЭПР Mn4 + в шпинелях Li 1 + x Mn 2 − x O 4 с 0 ≤ x ≤ 0,1. J. Phys. Chem. Твердые тела 61 , 609–614 (2000).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 19.

    Н. Жечева, Е., Ю. Горова, М. и К. Стоянова, Р. Микроструктура шпинелей Li1 + xMn 2 − x O4, полученных из металлорганических прекурсоров. J. Mater. Chem. 9 , 1559–1567 (1999).

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Абрагам А. и Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов . 944 (Издательство Оксфордского университета, 2012 г.).

  • 21.

    Пилброу, Дж.R. Переходный ионный электронный парамагнитный резонанс. 738 (Clarendon Press, 1991).

  • 22.

    Saponjic, Z. V. et al. Разделение зарядов и реконструкция поверхности: исследование легирования Mn 2+ . J. Phys. Chem. B 110 , 25441–25450 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 23.

    Мисра С.К. Интерпретация спектров ЭПР Mn2 + в неупорядоченных материалах. Прил.Magn. Резон. 10 , 193–216 (1996).

    CAS Статья Google Scholar

  • 24.

    Канамура К., Наито Х., Яо Т. и Такехара З.-i Структурные изменения структуры шпинели LiMn2O4, вызванные экстракцией лития. J. Mater. Chem. 6 , 33–36 (1996).

    CAS Статья Google Scholar

  • 25.

    Рамана, К.В., Массо, М. и Жюльен, С. М. Определение характеристик шпинелей LiMn2O4 с помощью РФЭС и комбинационного рассеяния света. Surf. Интерфейс Anal. 37 , 412–416 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 26.

    Родригес-Карвахаль, Дж., Русе, Г., Маскелье, К. и Эрвье, М. Электронная кристаллизация в материале литиевой батареи: столбчатое упорядочение электронов и дырок в шпинели LiMn2O4. Phys. Rev. Lett. 81 , 4660–4663 (1998).

    ADS Статья Google Scholar

  • 27.

    Ходес, Г., Манассен, Дж. И Кахен, Д. Фотоэлектрохимическое преобразование и накопление энергии с использованием поликристаллических халькогенидных электродов. Nature 261 , 403–404 (1976).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 28.

    Ли, Н., Ван, Ю., Тан, Д. и Чжоу, Х. Интеграция фотокатализатора в гибридную литий-серную батарею для прямого хранения солнечной энергии. Angew. Chem. 127 , 9403–9406 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Paolella, A. et al. Делитирование нанокристаллов литий-фосфата железа с помощью света в фото-перезаряжаемые ионно-литиевые батареи. Нат. Commun. 8 , 14643 (2017).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 30.

    Аммундсен, Б., Бернс, Г. Р., Ислам, М. С., Кано, Х. и Розьер, Дж. Динамика решетки и колебательные спектры оксидов лития-марганца: компьютерное моделирование и спектроскопическое исследование. J. Phys. Chem. B 103 , 5175–5180 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 31.

    Chitra, S. et al. Характеристика и электрохимические исследования катодных материалов LiMn2O4, полученных методом сжигания. J. Electroceram. 3 , 433–441 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 32.

    Hwang, S.-J., Park, D.-H., Choy, J.-H. И Кэмпет, Г. Влияние замещения хрома на колебания решетки шпинели манганата лития: новая интерпретация рамановского спектра LiMn2O4. J. Phys. Chem. B 108 , 12713–12717 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 33.

    Paolo, G. et al. QUANTUM ESPRESSO: модульный программный проект с открытым исходным кодом для квантового моделирования материалов. J. Phys .: Condens. Дело 21 , 395502 (2009).

    ADS Google Scholar

  • 34.

    Хаманн Д. Р. Оптимизированные сохраняющие норму псевдопотенциалы Вандербильта. Phys. Ред. B 88 , 085117 (2013).

    ADS Статья Google Scholar

  • 35.

    Schlipf, M. & Gygi, F. Алгоритм оптимизации для генерации псевдопотенциалов ONCV. Comput. Phys. Commun. 196 , 36–44 (2015).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 36.

    Lejaeghere, K. et al. Воспроизводимость при расчетах твердых тел по теории функционала плотности. Наука 351 , aad3000 (2016).

  • 37.

    Warburton, R.E., Iddir, H., Кертисс, Л. А. и Грили, Дж. Термодинамическая стабильность поверхностных окончаний шпинели LiMn2O4 с низким и высоким показателем преломления. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8 , 11108–11121 (2016).

    CAS Статья Google Scholar

  • 38.

    Gygi, F. Архитектура Qbox: масштабируемый код молекулярной динамики из первых принципов. IBM J. Res. Dev. 52 , 137–144 (2008).

    Артикул Google Scholar

  • 39.

    Цзян Л., Левченко С. В. и Рапп А. М. Строгое определение степени окисления ионов в твердых телах. Phys. Rev. Lett. 108 , 166403 (2012).

    ADS Статья Google Scholar

  • 40.

    Чен, Дж., Ву, X. и Селлони, А. Электронная структура и связывающие свойства оксида кобальта в структуре шпинели. Phys. Ред. B 83 , 245204 (2011).

    ADS Статья Google Scholar

  • 41.

    Амос, К. Д., Ролдан, М. А., Варела, М., Гуденаф, Дж. Б. и Феррейра, П. Дж. Выявление реконструированной поверхности Li [Mn 2 ] O 4 . Nano Lett. 16 , 2899–2906 (2016).

    CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar

  • 42.

    Scivetti, I. & Teobaldi, G. (Sub) поверхностное диспропорционирование и абсолютное выравнивание полос в катодах из LiMn2O4 с высокой мощностью. J. Phys.Chem. С 119 , 21358–21368 (2015).

    CAS Статья Google Scholar

  • Зарядные батареи | Mastervolt

    Напряжение заряда

    Аккумуляторы

    Mastervolt gel (2 В, 12 В) и Mastervolt AGM (6 В, 12 В) должны заряжаться напряжением 14,25 В для систем 12 В и 28,5 В для систем 24 В. За фазой абсорбции следует фаза плавающего режима (см. 3-ступенчатая + характеристика зарядки на стр. 242), в которой напряжение снижается до 13.8 В для систем на 12 В и 27,6 В для систем на 24 В. Эти цифры предполагают температуру 25 ° C.

    Для влажных свинцово-кислотных аккумуляторов напряжение поглощения составляет 14,25 В для систем 12 В и 28,5 В для систем 24 В. Напряжение холостого хода для этого типа батареи составляет 13,25 В для 12 В и 26,5 В для систем на 24 В. Все эти цифры приведены для 25 ° C.

    Литий-ионные батареи

    заряжаются напряжением поглощения 14,25 В для 12 В и 28,5 В для систем на 24 В. Напряжение холостого хода составляет 13,5 В для 12 В и 27 В для 24 В.

    Ток заряда

    Практическое правило для гелевых и AGM аккумуляторов гласит, что минимальный зарядный ток должен составлять от 15 до 25% емкости аккумулятора. Во время зарядки вы обычно продолжаете подавать питание на подключенные устройства, и эту потребляемую мощность следует прибавить к 15-25%.

    Это означает, что для батареи на 400 Ач и подключенной нагрузки в десять ампер требуется зарядное устройство емкостью от 70 до 90 ампер, чтобы зарядить батарею за разумное время.

    Максимальный ток зарядки составляет 50% для гелевой батареи и 30% для батареи AGM. Литий-ионные аккумуляторы Mastervolt могут подвергаться гораздо более высоким токам заряда. Однако, чтобы максимально продлить срок службы литий-ионной батареи, Mastervolt рекомендует максимальный зарядный ток 30% от емкости. Например, для батареи на 180 Ач это означает максимальный зарядный ток 60 ампер.

    Зарядное устройство с температурной компенсацией для оптимальной защиты

    Для обеспечения максимально длительного срока службы гелевых, AGM и литий-ионных аккумуляторов требуется современное зарядное устройство Mastervolt с трехступенчатой ​​+ зарядной характеристикой.Эти зарядные устройства для аккумуляторов непрерывно регулируют напряжение заряда и ток заряда.

    Для влажных гелевых и AGM аккумуляторов рекомендуется иметь датчик для измерения температуры аккумулятора. Это регулирует напряжение заряда в соответствии с температурой аккумулятора, продлевая срок его службы. Мы называем это «температурной компенсацией».

    Кривая температурной компенсации

    Поскольку устройства, такие как холодильники, всегда потребляют энергию от аккумулятора, даже когда он заряжается, температурная компенсация Mastervolt включает максимальный эффект компенсации для защиты подключенных устройств.Компенсация составляет не более 14,55 В для системы 12 В и 29,1 В для системы 24 В.

    При очень высоких (> 50 ° C) и низких (<-20 ° C) температурах влажные гелевые и AGM-аккумуляторы больше не могут заряжаться. За пределами этих пределов зарядное устройство Mastervolt будет продолжать питать подключенных потребителей, но не заряжать батареи.

    Для литий-ионных батарей не требуется регулировка напряжения на более высокую или более низкую температуру.

    Приведенная ниже формула используется для расчета времени зарядки гелевого или AGM аккумулятора:

    Приведенная ниже формула используется для расчета времени зарядки литий-ионной батареи:

    Lt = время зарядки
    Co = емкость аккумулятора
    eff = эффективность; 1.1 для гелевой батареи, 1,15 для батареи AGM и 1,2 для залитой батареи
    Al = ток зарядного устройства
    Ab = потребление подключенного оборудования в процессе зарядки

    Расчет времени зарядки

    При расчете времени зарядки аккумулятора необходимо учитывать следующее:

    Первое, на что следует обратить внимание — это эффективность батареи. В стандартной влажной батарее это около 80%. Это означает, что если 100 Ач разряжены от батареи, необходимо зарядить 120 Ач, чтобы снова можно было извлечь 100 Ач.У гелевых и AGM аккумуляторов эффективность выше — от 85 до 90%, поэтому потери меньше и время зарядки меньше по сравнению с мокрыми батареями. В литиево-ионных батареях КПД достигает 97%.

    Еще одна вещь, которую необходимо учитывать при расчете времени зарядки, заключается в том, что последние 20% процесса зарядки (от 80 до 100%) занимают около четырех часов с влажными, гелевыми и AGM батареями (это не относится к литий-ионным батареям. батареи). Во второй фазе, также называемой фазой поглощения или постзарядки, тип батареи определяет, сколько тока потребляется, независимо от емкости зарядного устройства.

    Явление фазы постзарядки снова не относится к литий-ионным батареям, которые заряжаются намного быстрее.

    Вредное воздействие пульсаций напряжения на батареи

    Батарея может выйти из строя преждевременно из-за пульсаций напряжения, создаваемых зарядными устройствами. Чтобы предотвратить это, пульсации напряжения, вызванные зарядным устройством, должны оставаться как можно более низкими.

    Пульсации напряжения приводят к токам пульсаций. Как показывает практика, пульсирующий ток должен оставаться ниже пяти процентов от установленной емкости батареи.Если к аккумулятору подключено навигационное или коммуникационное оборудование, такое как устройства GPS или VHF, пульсации напряжения не должны превышать 100 мВ (0,1 В). Дальнейшее действие может привести к неисправности оборудования.

    Зарядные устройства

    Mastervolt оснащены отличной системой регулирования напряжения, а генерируемые ими пульсации напряжения всегда ниже 100 мВ.

    Еще одним преимуществом низкого напряжения пульсаций является предотвращение повреждения системы, например, если клемма аккумулятора не закреплена должным образом или подверглась коррозии.Благодаря низкому напряжению пульсаций зарядное устройство Mastervolt может питать систему даже без подключения к аккумуляторной батарее.

    Определение степени заряда аккумулятора

    Приведенное рядом объяснение, касающееся экспоненты Пойкерта, показывает, что состояние заряда батареи не может быть просто определено на основе, например, измерения напряжения батареи.

    Самый лучший и самый точный способ проверить состояние заряда — использовать амперметр (монитор батареи).Примером такого измерителя является монитор батареи Mastervolt MasterShunt, BTM-III или BattMan. Помимо тока заряда и разряда, этот монитор также показывает напряжение батареи, количество потребляемых ампер-часов и время, оставшееся до момента, когда аккумуляторная батарея нуждается в подзарядке.

    Одна из вещей, которая отличает Mastervolt Battery Monitor от других поставщиков, — это наличие исторических данных. Это показывает, например, циклы заряда / разряда батареи, самый глубокий разряд, средний разряд, а также самое высокое и самое низкое измеренное напряжение.

    Закон Пойкерта

    На первый взгляд кажется несложным подсчитать, сколько еще батарея будет обеспечивать достаточную мощность. Один из наиболее распространенных методов — разделить емкость аккумулятора на ток разряда. Однако на практике такие расчеты часто оказываются ошибочными. Большинство производителей аккумуляторов указывают емкость аккумулятора, исходя из того, что время разряда составляет 20 часов. Например, батарея на 100 Ач должна обеспечивать 5 ампер в час в течение 20 часов, в течение которых напряжение не должно опускаться ниже 10.5 В (1,75 В / элемент) для аккумулятора 12 В. К сожалению, при разряде на уровне 100 ампер аккумулятор на 100 Ач обеспечивает всего 45 Ач, а это означает, что его можно использовать менее 30 минут.

    Это явление описывается формулой — законом Пойкерта — изобретенной более века назад первопроходцами в области аккумуляторных батарей Пойкертом (1897 г.) и Шредером (1894 г.). Закон Пейкерта описывает влияние различных значений разряда на емкость батареи, то есть то, что емкость батареи уменьшается при более высоких скоростях разряда.Все мониторы аккумуляторов Mastervolt учитывают это уравнение, поэтому вы всегда будете знать правильное состояние своих аккумуляторов.

    Закон

    Пойкерта не применяется к литий-ионным батареям, поскольку подключенная нагрузка не влияет на доступную емкость.

    Формула Пойкерта для определения емкости аккумулятора при заданном токе разряда:

    Cp = емкость аккумулятора, доступная при заданном токе разряда
    I = уровень тока разряда
    n = показатель Пейкерта = log T2 — logT1: log I1 — log I2
    T = время разряда в часах

    I1, I2 и T1, T2 можно найти, выполнив два испытания на разряд.Это включает в себя двукратную разрядку аккумулятора при двух разных уровнях тока.

    Один высокий (I1) — скажем, 50% емкости батареи — и один низкий (I2) — около 5%. В каждом из тестов регистрируется время T1 и T2, которое проходит до того, как напряжение батареи упадет до 10,5 В. Провести два испытания на разряд не всегда просто. Часто большая нагрузка будет недоступна или не будет времени для теста медленной разрядки. Вы можете получить данные, необходимые для вычисления показателя Пойкерта, из технических характеристик батареи.

    Вентиляция

    В нормальных условиях гелевые, AGM и литий-ионные аккумуляторы практически не выделяют опасного газообразного водорода. Утечка газа незначительна. Однако, как и в случае со всеми другими батареями, во время зарядки выделяется тепло. Чтобы обеспечить максимально долгий срок службы, важно, чтобы это тепло отводилось от батареи как можно быстрее. Следующая формула может использоваться для расчета вентиляции, необходимой для зарядных устройств Mastervolt.

    Q = требуемая вентиляция в м³ / ч
    I = максимальный ток заряда зарядного устройства
    f1 = 0.Уменьшение на 5 для гелевых батарей
    f2 = уменьшение на 0,5 для закрытых батарей
    n = количество используемых элементов (12-вольтовая батарея имеет шесть элементов по 2 вольта каждая)

    Возвращаясь к примеру аккумуляторной батареи 12 В / 400 Ач и зарядного устройства на 80 А, минимальная необходимая вентиляция будет: Q = 0,05 x 80 x 0,5 x 0,5 x 6 = 6 м³ / ч

    Этот воздушный поток настолько мал, что обычно достаточно естественной вентиляции. Если батареи установлены в закрытом корпусе, потребуются два отверстия: одно сверху и одно снизу.Размеры вентиляционного отверстия можно рассчитать по следующей формуле:

    A = отверстие в см²
    Q = вентиляция в м³

    В нашем случае это составляет 28 x 6 = 168 см² (около 10 x 17 см) для каждого отверстия.

    Литий-ионные батареи

    не выделяют водород и поэтому безопасны в использовании. Когда батареи заряжаются быстро, происходит некоторое выделение тепла, и в этом случае приведенная выше формула может использоваться для отвода тепла.

    Свяжитесь с вашим установщиком для более крупных систем с несколькими зарядными устройствами.

    << Назад к обзору

    Зарядка литиевых батарей

    — Pro Charging Systems

    Да! Наши зарядные устройства могут заряжать литиевые батареи

    С момента появления в 1980-х годах литиевые батареи перешли от небольших электронных устройств и игрушек… к сотовым телефонам… а теперь к электромобилям, тележкам для гольфа, скрубберам для полов, лодкам, подъемникам и многому другому.

    Производители литиевых батарей сразу же отмечают, что по сравнению с батареями другого химического состава литиевые батареи легче, имеют улучшенную эффективность заряда / разряда, могут иметь более длительный срок службы и способность к глубокому циклу при сохранении мощности.

    В основе каждой батареи лежит система управления батареями (BMS), которая гарантирует, что каждая батарея работает так, как было задумано. Поскольку развитие литиевых батарей продолжается, даже очень незначительные изменения в BMS могут сильно повлиять на то, как и если батарея принимает и завершает цикл зарядки.

    Pro Charging Systems тесно сотрудничает с десятками производителей литиевых батарей, разрабатывая, тестируя и проверяя алгоритмы зарядки. PCS предлагает множество решений и преимуществ для литиевых батарей:

    • Большинство зарядных устройств PCS можно сконфигурировать для ряда литиевых батарей, имеющихся в настоящее время на рынке.

    • Зарядные устройства PCS быстро и эффективно заряжают литиевые батареи до состояния 100% заряда (SoC).

    • Некоторые зарядные устройства PCS предоставляют возможности сбора данных, ожидающих получения патентов, к которым можно получить доступ через бесплатное приложение.Эта технология обеспечивает чрезвычайно точные данные о начислении платы в реальном времени и исторические данные.

    • Литиевые батареи, соединенные последовательно, могут выйти из равновесия, что снизит ожидаемую производительность. Система оптимизации батареи PCS (B.O.S.) сбалансирует комплекты литиевых батарей во время зарядки, разрядки и в состоянии покоя, чтобы оптимизировать время работы. B.O.S — единственная система на рынке, которая активно балансирует последовательно соединенные батареи.

    • PCS предлагает полную линейку самых точных литиевых батарейных манометров на рынке.Наши индикаторы уровня заряда батареи включают в себя приложение ProView® Link или DeltaView® Link.

    • Некоторые модели отображают состояние заряда (SoC) с помощью светодиодных индикаторов и приложения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *