LiFePO4 & Litio-jona

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Individua LiFePO4 ĉeloj havas nominalan tension de ĉirkaŭ 3.2V aŭ 3.3V. Ni uzas plurajn ĉelojn en serio (kutime 4) por konsistigi baterian pakaĵon el litia fera fosfato.

• Uzi kvar litiajn ferajn fosfatajn ĉelojn en serio, donas al ni ĉirkaŭ ~ 12.8-14.2-volvajn pakojn kiam plenaj. Ĉi tio estas la plej proksima afero, kiun ni trovos al tradicia plum-acida aŭ AGM-baterio.
• Litio fera fosfataj ĉeloj havas pli grandan ĉelan densecon ol plumba acido, je frakcio de la pezo.
• Litio-fosfataj ĉeloj havas malpli da ĉela denseco ol jono de litio. Ĉi tio faras ilin malpli volatilaj, pli sekuraj uzi, ofertas preskaŭ unu-al-anstataŭan anstataŭaĵon por AGM-pakaĵoj.
• Por atingi la saman densecon kiel litio-jonoj-ĉeloj, ni bezonas stakigi paralelajn ĉelojn de litio-fero por pliigi sian kapablon. Do bateriaj baterioj de litio-fosfato kun la sama kapablo de litio-jona ĉelo estos pli grandaj, ĉar ĝi postulas pli da ĉeloj paralele por atingi la saman kapablon.
• Litio-fosfataj ĉeloj povas esti uzataj en alt-temperaturaj medioj, kie litiaj jonoj-ĉeloj neniam devas esti uzataj super +60 Celsius.
• La tipa estimata vivo de kuirilaro de litio fera fosfato estas 1500-2000 ŝarĝaj cikloj dum ĝis 10 jaroj.
• Tipe pakaĵo de litio-fosfato tenos sian ŝarĝon dum 350 tagoj.
• litio-feraj fosfataj ĉeloj havas kvaroble (4x) la kapaciton de plum-acidaj baterioj.

Litio-jono

Individua Litio-jono ĉeloj kutime havas nominalan tension de 3,6 V aŭ 3,7 voltoj. Ni uzas plurajn ĉelojn en serio (kutime 3) por konsistigi ~ 12-voltan litian jonan baterion.

• Por uzi litio-jonajn ĉelojn por 12v-potenca banko, ni metas ilin 3 en serion por ricevi pakaĵon de 12,6 voltoj. Ĉi tiu estas la plej proksima, kiun ni povas atingi al la nominala tensio de sigelita plum-acida baterio, uzante litio-ion-ĉelojn
• Litio-jonoj-ĉeloj havas pli altan ĉelan densecon ol litia fera fosfato pri kiu ni parolis pli supre. Ĉi tio signifas, ke ni uzas malpli multajn el ili por la dezirata kapablo. Pli alta ĉela denseco prezentiĝas multekosta de pli granda volatileco.
• Kiel ĉe fosfato de litio, ni ankaŭ povas stoki paralelajn litio-jonajn ĉelojn por pliigi la kapablon de niaj pakaĵoj.
• La tipa estimata vivo de Litio-Ion-kuirilaro estas du ĝis tri jaroj aŭ 300 ĝis 500 ŝarĝaj cikloj.
• Tipe, Litio-Jona pakaĵo tenos sian pagendaĵon dum 300 tagoj.

Pacaj Tensioj

Mi aldonos ĉi tiun sekcion surbaze de reagoj de unu el niaj Facebook-sekvantoj.
La kialo, ke ni uzas 3 ĉelojn en serio por litiojonaj baterioj, estas la tensio. 4S-litia jona pako havas tro altan tension (~ 16.8v) kiam ĝi estas plena. Kontraŭe estas iuj radioj, kiuj postulas pli da tensio, ol la malalta flanko de 3-litia-jona pako povas provizi ĉe la fino de ĝia tensia kurbo. Se ni ankoraŭ volas uzi 4S-litian jonan pakon, ni devas integri reguligilon de DC-kurento, por administri tensian eliron. Aŭ, kiel mi aludis en la dua alineo, ni povas ankaŭ uzi litiajn ferajn fosfatajn ĉelojn, kiuj havas 14.2-14.4v plene ŝarĝitajn. Ĉi tio tute taŭgas por plej multaj radioj, sed legu la tensiajn postulojn por via radio.

Ŝarĝo

ŝarĝo de fosfato de litio-fero + ĉeloj de litio-ion tre similas. Ambaŭ uzas konstantan kurenton kaj tiam konstantan tension por ŝargado. Se ni parolas pri unu el la baterioj DIY de la kanalo, la suna aŭ labortabla ŝarĝo kutime fariĝas per du iloj.

• Unue ni havas la tensian kaj aktualan fonton. Ĉi tio povas esti alĝustigebla buko, aŭ suna panelo ekzemple.
• Tuj poste ni havas la ŝarg-regilon. Ĉi tio reguligas la tensio kaj kurento eliranta de nia tensio / kurento, nutrante la BMS.
• Fine la BMS sendas la reguligitan tension al la pako. Ĝi ankaŭ sangas tension el ĉeloj, kiuj havas pli altan tension ol la aliaj. Ĉi tio donas al la aliaj eblecon kaptiĝi. Malgraŭ tio, kion Bioenno diras, neniam rekte konektu nereguligitan fonton al via baterio (BMS aŭ ne!).

Malvarma vetero

Kiel ĉe ĉiuj kuirilaroj, la malvarmo efikas sur la ŝarĝon de litio-jono aŭ litio-fosfataj ĉeloj. Do ni devas fari ion por certigi, ke la kuirilaro ne falas sub glaciaĵo. Bateria ŝarĝado estas unu el la kialoj, pri kiuj mi deplojas ŝirmejon dum malvarma vetero. Estas relative facile teni la temperaturon ene de la ŝirmejo super glaciaĵo, dum via sunenergio aŭ generatoro restas ekster la tendo. Unu truko utiligita por teni ĉi tiujn ĉelojn super glaciaĵo, estas konservi ilin kaj la radiomaterialon, ene de ĉirkaŭfosaĵo. Ĉiuj radioj faras varmon, do limigante (ĝis ia grado) ventoladon, varmon de la radio signife varmigos la spaco ĉirkaŭ la baterio. Alia lertaĵo estas uzi kemiajn varmigilojn proksime aŭ interne de la bateria kupeo. La kazo estas uzi komunan sencon. Ĉar ni scias, ke ni ne devas ŝarĝi kuirilarojn sube de glaciaĵo, simpla ŝanĝo de operaciaj praktikoj facile povas pravigi ĉi tion.

Ekvilibro

Se vi konstruas pakaĵon kun pli ol unu ĉelo en serio, vi bezonos ekvilibrigi la ĉelojn en la pako aŭ en la ŝargilo.
Gravas atentigi nur pri tio, ke iu povas krei YouTube-video aŭ blogo montrante al vi kiel konstrui pakaĵon, ne nepre signifas, ke ili scias ĝuste kion ili faras.
La funda linio, vi bezonas permane balanci viajn ĉelojn, aŭ aktive ekvilibrigi viajn ĉelojn. se vi konstruas unu el miaj bateriaj projektoj, KAJ vi uzos tiun pakaĵon samtempe ŝarĝante kaj malŝarĝante ĝin, aktiva balancado estas la vojo por iri. Aliflanke, se vi uzas tiun pakaĵon nur por malŝarĝi ilin, elprenante ilin sur la kampon por malŝarĝi ĝin, tiam ŝarĝu unufoje kiam vi revenos hejmen, teknike vi ne bezonas ekvilibron dum malŝarĝo de la pako. Se vi ŝarĝos la ĉelojn kiel kompletan pakaĵon 4s aŭ 3s, vi bezonos ekvilibran ŝarĝon, aŭ ŝargos ilin individue. Kompreneble, se vi uzas 18650-kuirilarojn, kaj via ŝargilo gastigas pli ol unu ĉelon samtempe, vi ĉiuj bonas!

Elekto de BMS

La sekva alineo rilatas nur al tiuj el vi, kiuj ŝatus konstrui kompletan baterion. Nun, ke vi legis la alineojn supre, vi komprenas, ke la tensioj inter jono de litio kaj fosfato de litio estas solaj. Ĉi tio ankaŭ signifas, ke la sistemo BMS, kiun vi uzas por via baterio, estas specifa por litio-jono aŭ fosfato de litio. Vi povas trovi diversajn malsamajn balancajn tabulojn en la projektoj en la kanalo. Ni elektas balancajn tabulojn laŭ la kapabloj, kiujn ni postulas de ili. Antaŭ ol elekti estraron ni bezonas scii:

• Kiom da amperoj ni volas tiri tra la tabulo
• Kiom da ĉeloj estas en serio
• Ĉu litio-jono aŭ litio-fosfataj ĉeloj estos uzataj
• Ĉu la estraro ofertas ĉelan balancadon (se vi uzas BMS ĉiam ricevu unu kun ĉela balancado)

Kiam vi havas ĉi tiujn nombrojn, vi povas uzi ilin por elekti la ĝustan BMS de via provizanto. Vi eĉ ne rigardus la prezon ĝis vi komprenos viajn postulojn. Vi ankaŭ zorgu pri vendantoj de eBay kaj Alibaba. Ili ofte malĝuste etikedas BMS-tabulojn kun multe pli grandaj kapabloj ol ili fakte provizas. Do uzu vian komunan sencon. Se mi scias, ke mi eltiras 15 ampojn el BMS, mi kutime aĉetas unu el eBay, kiu estas taksata por 30 amperoj.
Kial pli vi eble volas integri BMS en vian projekton? Bona BMS ankaŭ ofertas ĉi tiujn funkciojn:

• Subtensia protekto
• Protekto sub tensio
• Protekto kontraŭ mallonga cirkvito
• Ekvilibro

Kiam homoj diras al vi ne uzi BMS aŭ ekvilibrigi ne bezonas, ili faras tion sen kompreni la aldonan protekton, kiun BMS donas. Manĝaĵo por penso!

Malgrafikaĵo de litio vs SLA

Foje, kiom ajn malfacile mi provas, telefonistoj ankoraŭ tenas la iluzion, ke sigelita plum-acida kuirilaro kun la sama kapacito ne diferencas aŭ eĉ pli bonas ol litio-jono aŭ litia fera fosfato. Ĉi tio kutime baziĝas sur la prezo. Tio estas tute sensencaĵo!
Jen kelkaj faktoj.

• La nombro unu kialo por ne uzi plumban acidan baterion estas pezo. Pakoj de litio kaj litio-fosfato estas frakcio de la pezo dum ili ofertas pli grandan ĉelan densecon. Ĉi tio tradukas al pli granda funkcia tempo, aŭ kapablo funkciigi nian ilaron por multe pli longe sur la kampo, sen pliigo de grandeco / pezo.
• Malgrandaj sigelitaj plumbaj acidaj baterioj havas ekstreman tensian falon sub peza ŝarĝo. Ili neniam estis desegnitaj por aplikoj de alta amperado. Fakte malgrandaj sigelitaj plum-acidaj baterioj estis dizajnitaj por havi malgrandan ŝarĝon sur ili dum longa periodo. Aplikante la tipajn 15 ĝis 20 amperojn de moderna 100-vata radio, ni spertas signifan falon. Konvene konstruita litio-jono aŭ litio-fosfata pako ne montras la saman tensian falon kiel plum-acida baterio. Fakte sub ŝarĝo, la tensio estas relative plata dum malŝarĝo de litiaj jonoj kaj litiaj feraj fosfataj pakaĵoj.
• Unu el la Iluzioj pri litio-jono aŭ baterioj de litio-fosfato estas "malfacilaj ŝarĝoj". Fakte pakaĵoj de litio-jono kaj fosfato de litio estas pli facile ŝarĝeblaj ol sigelita plum-acida baterio, se ni nur malfermas niajn mensojn al ĝi. Ni nur bezonas scii, kiom da ĉeloj ni havas en serio, kaj la tensio de la unuopaj ĉeloj en la pako. Poste uzu tiun numeron por apliki konstantan tensian konstantan kurenton al la pako. Ĉi tio estas baza matematiko! Ne ekzistas flos-tensio aŭ iuj stadioj dum ŝarĝo de litio aŭ litio-fera fosfatado. Nur konstanta tensio konstanta-kurento. Kiam la kuirilaro atingas la supron de sia tensia kurbo, ĝi plenas. Neniu flosado, aŭ absorbado, ... ĝi estas plena kiam ĝi atingas la supron de sia tensia kurbo.

Do estas multe da misinformado en la interreto. Estas eĉ pli en YouTube, instigita de YouTubers, kiuj aŭ ne scias aŭ ne faris la esploradon. Ne trudi ilin, sed gravas por ĉiu el ni fari nian propran esploradon. Mi konsentus, ke sur la surfaco ŝajnas plumba acida kuirilaro pli malmultekoste aĉeti, ol la litio-jono aŭ la lito-fosa fosfato. Estas tiom multaj aliaj aferoj por rigardi preter prezo, kiuj donas al ni la veran respondon al tiu demando. Mi eĉ ne konsideras uzi plumajn acidajn bateriojn en iuj el miaj projektoj. Do tio lasas lition ion kaj litian fezan fosfaton. Kiun vi devas uzi en projekto? Nu jen kiel mi elektas.

• Se mi provas iri ultralumo vojaĝante sufiĉe malproksime, litio-ion probable estas la pli bona vojo por iri. Pli granda ĉela denseco donas pli longan daŭron en la pli malgranda pakaĵo ol litia fera fosfato,
• Se mi serĉas ion facilan por labori, pli granda vato horoj super la Li-Ion 3S, kie mi tradicie uzis en SLA-baterio, LiFePO4 estas la pli bona elekto.
• Se mi serĉas plej bonan investon por stokado de kuirilaroj en ekster-krada suna generatoro, 1500-2000 cikloj, nula bontenado, kaj 10 aŭ pli da jaroj sonas sufiĉe mirinde.

Kiel ĉio ajn en la mondo, la rezultoj de niaj projektoj baziĝas sur la esplorado, kiun ni faras. Mi ofte ricevas kritikojn pri ne publikigi tiom da filmetoj, sed kiam vi faras la esploradon kaj la fonan laboron, estas neeble elĵeti iun malnovan krudan filmeton ĉiutage. Do faru la esploristojn. Al la fino ĝi estos tre rekompenca.

Vojaĝado kun litio-baterioj

Reguloj ŝanĝiĝas de unu jurisdikcio al alia tiel facile, kiel tago turniĝas al nokto. Nuntempe ŝajnas ke la plej pezaj limigoj pri litiaj baterioj troviĝas flugantaj en aŭ ekster Nordameriko. Laŭ ambaŭ FAA kaj TSA-retejoj, kuirilaroj de litio kun pli ol 100-vattaj horoj eble estas permesitaj en porteblaj sakoj kun aproba aviadkompanio, sed estas limigitaj al du kromaj kuirilaroj per pasaĝero. Malstreĉitaj litiaj baterioj estas malpermesitaj en sakoj. Nek FAA aŭ TSA faras diferencon inter litio-jono aŭ litia fera fosfato.