LiFePO4 ja liitiumioon

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Üksikisik LiFePO4 rakkude nimipinge on umbes 3,2 V või 3,3 V. Liitiumraudfosfaadi aku moodustamiseks kasutame järjestikku mitut rakku (tavaliselt 4).

• Nelja liitium raudfosfaadi elemendi järjestikune kasutamine annab meile umbes ~ 12,8–14,2 volti paki, kui see on täis. See on lähim asi, mida me traditsioonilisele pliiaku või AGM akule leiame.
• Liitium raudfosfaadi rakkudel on suurem murdosa raku tihedus kui pliihappel.
• Liitium raudfosfaadi rakkudel on väiksem raku tihedus kui liitiumioonidel. See muudab need vähem lenduvateks, ohutumaks kasutamiseks ning pakub AGM-pakkide peaaegu üks-ühele asendamist.
• Liitium-ioonrakkudega sama tiheduse saavutamiseks peame liitium raudfosfaadi rakke virnastama paralleelselt, et suurendada nende läbilaskevõimet. Nii et liitiumioonielemendi sama mahutavusega liitiumraudfosfaatpatareid on suuremad, kuna sama mahutavuse saavutamiseks on vaja paralleelselt rohkem elemente.
• Liitiumraudfosfaatrakke saab kasutada kõrge temperatuuriga keskkondades, kus liitiumioonrakke ei tohiks kunagi kasutada temperatuuril üle +60 ° C.
• Liitiumraudfosfaat aku tüüpiline eeldatav eluiga on 1500–2000 laadimistsüklit kuni 10 aastat.
• Tavaliselt hoiab liitiumraudfosfaadi pakk 350 päeva jooksul laetuna.
• liitium raudfosfaadielementide mahutavus on neli korda (4x) pliiaku patareide mahutavus.

Liitiumioon

Üksikisik Liitiumioon rakkude nimipinge on tavaliselt 3,6 V või 3,7 volti. ~ 12-voldise liitiumioonaku pakkimiseks kasutame mitut lahtrit järjest (tavaliselt 3).

• Liitium-ioonrakkude kasutamiseks 12 V voolupanga jaoks paigutame need 3 järjestikku, et saada 12,6 voldine pakk. See on lähim, mida liitiumioonielementide abil suletud pliiaku nimipingele saame
• Liitiumioonide rakkudel on suurem tihedus kui liitium raudfosfaadil, millest me eespool rääkisime. See tähendab, et kasutame soovitud võimsuse jaoks vähem neid. Suurem rakkude tihedus tuleb suurema volatiilsuse korral kallim.
• Nagu liitium-raudfosfaadi puhul, saame ka meie pakkide mahu suurendamiseks virnastada liitium-ioonrakke.
• Liitiumioonaku tüüpiline eeldatav eluiga on kaks kuni kolm aastat või 300–500 laadimistsüklit.
• Tavaliselt hoiab liitium-ioon pakend 300 päeva jooksul laadimist.

Paki pinged

Lisan selle jaotise ühe meie Facebooki jälgija tagasiside põhjal.
Põhjus, miks kasutame liitiumioonakude jaoks 3 rakku järjestikku, on pinge. 4S liitiumioonpakil on liiga täis pinge (~ 16,8v). Seevastu on mõned raadiod, mis vajavad rohkem pinget, kui 3s liitiumioonakomplekti madal külg selle pingekõvera lõpus suudab pakkuda. Kui tahame ikkagi kasutada 4S liitiumioonakku, peame pingeväljundi haldamiseks integreerima alalisvoolu alalisvoolu regulaatori. Või nagu viitasin teises lõigus, võime kasutada ka liitiumraudfosfaatrakke, mille täislaetud on 14,2–14,4v. See sobib enamiku raadiosaadete jaoks täiesti, kuid lugege oma raadio pingenõudeid.

Laadimine

liitium raudfosfaadi + liitiumioonide rakkude laadimine on väga sarnane. Mõlemad kasutavad laadimiseks konstantset voolu ja seejärel konstantset pinget. Kui me räägime ühest kanalist DIY akupatareidest, siis päikeseenergia või töölaua laadimine toimub tavaliselt kahe käigukasti abil.

• Esiteks on meil pinge ja voolu allikas. See võib olla reguleeritav klapp või näiteks päikesepaneel.
• Järgmisena on meil laadimiskontroller. See reguleerib pinget ja voolu, mis väljub meie pinge- / vooluallikast, toites BMS-i.
• Lõpuks saadab BMS reguleeritud pinge pakendisse. Samuti tühjendab see pinget rakkudest, millel on teistest kõrgem pinge. See annab teistele võimaluse järele jõuda. Vaatamata Bioenno ütlustele, ärge kunagi ühendage reguleerimata allikat otse akuga (BMS või mitte!).

Külm ilm

Nagu kõigi akude puhul, mõjutab külm ka liitiumioon- või liitiumraudfosfaadielementide laadimisvõimet. Seega peame midagi ette võtma, et aku ei langeks alla külmumise. Aku laadimine on üks põhjusi, miks ma külma ilmaga varjualust kasutusele võtan. Varjualuses on temperatuuri hoidmine külmumise kohal suhteliselt lihtne, samal ajal kui teie päikeseenergia või generaator jääb telgist välja. Üks trikk nende rakkude külmutamisest kõrgemal hoidmiseks on nende ja raadioseadmete hoidmine korpuses. Kõik raadiod kuumutavad kuumust, piirates (mingil määral) ventilatsiooni, soojendab raadio kaudu saadav kuumus aku ümbritsevat ruumi märkimisväärselt. Teine trikk on keemiliste käsisoojendite kasutamine akupesa lähedal või sees. Mõte on kasutada tervet mõistust. Kuna me teame, et me ei peaks akusid laadima alla külmumise, saab selle lihtsa parandamise lihtsa toimimisviisi muutmisega.

Tasakaalustamine

Kui ehitate paketti, milles on rohkem kui üks lahter järjestikku, peate tasakaalustama pakikese või laadija lahtrid.
Oluline on juhtida tähelepanu vaid sellele, et keegi saab teha YouTube'i video või ajaveebi, kus näidatakse teile, kuidas paketti luua, see ei tähenda tingimata, et nad teavad täpselt, mida nad teevad.
Lõpptulemusena peate oma rakke käsitsi tasakaalustama või aktiivselt tasakaalustama. kui ehitate ühte minu akupatareidest ja kavatsete seda pakki samaaegselt laadides ja tühjendades kasutada, on tee aktiivne tasakaalustamine. Teisest küljest, kui kasutate seda pakki ainult tühjakslaadimiseks, viite nad väljumiseks väljale ja laadite pärast koju jõudmist, siis ei vaja te tehniliselt mingit tasakaalustamist paki tühjendamisel. Kui hakkate rakke laadima täieliku 4 või 3 komplektina, peate tasuma saldo või laadima neid eraldi. Muidugi, kui kasutate 18650 akut ja laadija mahutab korraga rohkem kui ühte elementi, on teil kõik hea!

BMSi valimine

Järgmine lõik puudutab ainult neid teie seast, kes sooviksid ehitada terve aku. Nüüd, kui olete ülaltoodud lõigud läbi lugenud, saate aru, et liitiumiooni ja liitiumraudfosfaadi vahelised pinged on ainulaadsed. See tähendab ka seda, et akupakendites kasutatav BMS on spetsiifiline liitiumioonide või liitiumraudfosfaadi suhtes. Kanali projektides võite leida mitmesuguseid erinevaid tasakaalustuslaudu. Tasakaalulauad valime nende võimete järgi. Enne tahvli valimist peame teadma:

• Mitu amprit tahame tahvlist läbi tõmmata
• Mitu lahtrit on jadas
• Kas kasutatakse liitiumioon- või liitiumraudfosfaatrakke
• Kas tahvel pakub lahtrite tasakaalustamist (kui kasutate BMS-i, siis saate alati sellise lahtri tasakaalustamisega)

Kui teil on need numbrid, saate neid kasutada tarnijalt õige BMS-i valimiseks. Te ei tohiks isegi hinda vaadata enne, kui olete oma nõudmistest aru saanud. Samuti peaksite hoolitsema eBay ja Alibaba müüjate eest. Sageli märgistavad nad BMS-tahvleid valesti palju suuremate võimalustega, kui nad tegelikult pakuvad. Nii et kasutage oma mõistust. Kui ma tean, et hakkan BMS-ist välja võtma 15 amprit, siis ostan selle tavaliselt eBayst, mille võimsus on 30 amprit.
Miks muidu võiksite integreerida BMSi oma projekti? Hea BMS pakub ka järgmisi funktsioone:

• Ülepinge kaitse
• Alarõhu kaitse
• Lühisekaitse
• Tasakaalustamine

Kui inimesed ütlevad teile, et ärge kasutage BMS-i või tasakaalustamine pole vajalik, teevad nad seda, mõistmata BMS-i pakutavat täiendavat kaitset. Mõtteainet!

Liitiumi ja SLA väljundgraafik

Mõnikord, hoolimata sellest, kui kõvasti ma üritan, peavad operaatorid endiselt illusiooni, et sama mahutavusega suletud pliiaku pole teisiti ega isegi parem kui liitiumioon- või liitiumraudfosfaatpakend. See põhineb tavaliselt hinnal. See on täielik jama!
Siin on mõned faktid.

• Pliiaku mittekasutamise põhjus number üks on kaal. Liitium- ja liitiumraudfosfaatpakendid moodustavad murdosa, pakkudes samas suuremat tihedust. See tähendab suuremat tööaega ehk võimalust meie käiku põllul palju pikemaks ajaks toita, ilma et selle suurus / kaal suureneks.
• Väikestes suletud pliiakudes on suure koormuse korral äärmiselt pingelangus. Neid ei olnud kunagi mõeldud suure voolutarbega rakenduste jaoks. Tegelikult olid väikesed pitseeritud happelised patareid kavandatud nii, et neil oleks pika aja jooksul väike koormus. Rakendades tänapäevase 100-vatise raadiosaatja tüüpilisi 15 kuni 20 amprit, kogeme olulist pingelangust. Õigesti ehitatud liitiumioon- või liitiumraudfosfaatpakend ei näita sama pingelangust kui pliiaku. Tegelikult on koormuse all liitiumioon- ja liitiumraudfosfaadipakkide tühjendamisel pinge suhteliselt lame.
• Üks illusioonidest liitiumioonide või liitiumraudfosfaadi akude kohta on „neid on raske laadida”. Tegelikult on liitiumioon- ja liitiumraudfosfaatpakette lihtsam laadida kui suletud pliiaku, kui me lihtsalt avame selle. Kõik, mida peame teadma, on see, kui palju rakke meil on jadas, ja üksikute rakkude pinget pakis. Seejärel kasutage seda numbrit, et rakendada pakendile püsiv pinge konstantne vool. See on põhiline matemaatika! Liitiumi või liitiumraudfosfaadi pakkide laadimisel pole ujukpinget ega etappe. Lihtsalt püsiv pinge püsivool. Kui aku jõuab oma pingekõvera tippu, on see täis. Ei mingit hõljumist ega neeldumist. See on pingekõvera tippu jõudes lihtsalt täis.

Nii et Internetis on palju väärinfot. YouTube'is on veelgi rohkem, ajendatuna YouTuberitest, kes kas ei tea või pole uuringuid teinud. Mitte ei siputa neid, kuid on oluline, et igaüks meist teeks ise oma uurimistööd. Olen nõus, et pinnalt tundub pliiaku odavam osta kui liitium-ioon või liitium-raudfosfaat. Seal on nii palju muid asju, mida tuleb vaadata lisaks hinnale, mis annavad meile sellele küsimusele tõelise vastuse. Ma ei kaalu enam oma projektides isegi pliiakude kasutamist. Nii et jätab liitiumioon ja liitiumfosfaat. Millist neist peaksite projektis kasutama? Noh, siin on see, kuidas ma valin.

• Kui üritan minna ülikergelt jalgsi üsna kaugele, on arvatavasti parem viis liitiumioon. Suurem rakutihedus annab väiksema pakendi korral pikema tööaja kui liitiumraudfosfaadil,
• Kui otsin midagi hõlpsasti töötavat, suuremat kogust vatt-tundi 3S Li-Ion-i kohal, kus ma olin tavaliselt kasutanud SLA akut, on LiFePO4 parem valik.
• Kui otsin parimat investeeringut patareide hoidmiseks päikesepaneelidest väljas, 1500–2000 tsüklit, hoolduseta hooldus ja vähemalt kümme aastat, kõlab see üsna hämmastavalt.

Nagu kõik maailmas, põhinevad meie projektide tulemused uuringutel, mida teeme. Saan sageli kriitikat selle kohta, et ei avaldata nii palju videoid, kuid kui teete uurimistööd ja taustatööd, on võimatu iga päev ühtegi vana räpast videot välja visata. Nii teevad ka uurimistöö poisid. Lõpuks on see väga rahuldust pakkuv.

Liitiumpatareidega reisimine

Reeglid muutuvad ühest jurisdiktsioonist teise sama lihtsalt, kui päev muutub öiseks. Praegu näib, et liitiumpatareidele kehtivad Põhja-Ameerikasse või sealt välja lendamise ranged piirangud. Nii FAA kui ka TSA veebisaitide andmetel võib üle 100 vatitunniseid liitiumakuid lubada kaasaskantavates kottides, millel on lennuettevõtja luba, kuid need võivad piirduda kahe varuakuga reisija kohta. Lahtised liitiumpatareid on kontrollitud kottides keelatud. Ei FAA ega TSA muuda liitiumiooni või liitiumraudfosfaadi vahel mingit vahet.