دليل لجدول جهد LiFePO4 وحالة الشحن 12V/24V/48V

بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) تزداد شعبيتها بسبب كثافتها العالية من الطاقة، وعمرها الطويل في الدورات، وميزات الأمان.

يوفر هذا الدليل نظرة عامة على جهد بطارية LiFePO4، ومفهوم حالة شحن البطارية (SOC)، ومخططات الجهد التي تت correspond إلى مواصفات بطارية LiFePO4 الشائعة، بالإضافة إلى جداول مرجعية لجهد البطارية وSOC.

نظرًا لاختلاف طريقة شحنها عن أنواع البطاريات الأخرى، يرجى الرجوع إلى مقالنا المنفصل للحصول على تفاصيل حول معلمات جهد شحن بطارية LiFePO4، والذي يغطي كيفية شحن بطاريات LiFePO4 وتكوين معلمات الشحن بشكل شامل.

 

 

ما هو الجهد الاسمي لبطارية LiFePO4

الجهد الاسمي يُستخدم عادةً لوصف خصائص البطارية، التي تم اختبارها تحت ظروف قياسية: درجة حرارة 25 درجة مئوية، وشحن بنسبة 50%، وحمل معتدل، على الرغم من أن الجهد الفعلي يمكن أن يتقلب اعتمادًا على مستوى الشحن.

خلية LiFePO4 عادةً ما يكون لها جهد اسمي قدره 3.2 فولت، مما يساعد في مقارنة وتصميم الأنظمة. ومع ذلك، قد يكون للخلية LiFePO4 المشحونة بالكامل جهد يبلغ حوالي 3.6 إلى 3.65 فولت، بينما قد تنخفض الخلية المشحونة بالكامل إلى حوالي 2.5 إلى 2.8 فولت. هذه الخلايا هي الكتل الأساسية لأي حزمة بطارية LiFePO4.

للحصول على جهد أو سعة أعلى، يتم توصيل هذه الخلايا على التوالي (يشار إليها بـ "s")، حيث تتجمع جهودها، مما يشكل الجهد الكلي لحزمة البطارية.

على سبيل المثال، تتكون بطارية LiFePO4 بجهد 12 فولت من 4 خلايا متصلة على التوالي (4s)، مما ينتج عنه جهد اسمي قدره 12.8 فولت (4 × 3.2 فولت). عند الشحن الكامل، تصل كل خلية إلى حوالي 3.65 فولت، مما يجعل جهد البطارية المشحونة بالكامل حوالي 14.6 فولت. وبالمثل، تتكون حزمة بطارية بجهد 24 فولت عادةً من 8 خلايا متصلة على التوالي (8s)، مما ينتج عنه جهد اسمي قدره 25.6 فولت، وعند الشحن الكامل، يصل الجهد إلى حوالي 29.2 فولت. عادةً ما تستخدم حزمة بطارية بجهد 48 فولت 16 خلية متصلة على التوالي (16s)، مما يعطي جهدًا اسميًا قدره 51.2 فولت، وعند الشحن الكامل، يصل الجهد إلى حوالي 58.4 فولت.

من المهم ملاحظة الفرق بين تكوين 15s و 16s لنظام 48V. حزمة 15s، على الرغم من استخدامها أحيانًا، لديها جهد اسمي أقل قليلاً يبلغ 48V (3.2V × 15)، مع جهد مشحون بالكامل يبلغ حوالي 54.75V، مما قد يسبب مشاكل في التوافق مع بعض الأجهزة. يوفر تكوين 16s الأكثر شيوعًا جهدًا اسميًا يبلغ 51.2V وجهدًا مشحونًا بالكامل يبلغ حوالي 58.4V، مما يتماشى بشكل أفضل مع المعدات القياسية 48V.

من خلال دمج حزمة البطاريات في اتصال متوازي أو تسلسلي في مجموعة البطاريات، يمكن للمستخدم إنشاء نظام احتياطي للبطارية لزيادة السعة أو كثافة الطاقة المطلوبة.

 

ما هو مستوى شحن البطارية - SOC

على عكس البطارية عمق التفريغ (DoD)، يُظهر مستوى الشحن (SoC) مستوى الشحن المتبقي كنسبة مئوية من السعة الإجمالية للبطارية. في جوهره، "SoC = 100% - DoD". على سبيل المثال، إذا كانت البطارية لديها DoD موصى به بنسبة 80% لعمر افتراضي يبلغ 6000 دورة، فهذا يعني أنه يجب عليك شحن البطارية عندما ينخفض SoC إلى 20% أو أقل.

 

مخطط جهد بطارية LiFePO4

يتم استخدام مخطط الجهد عادةً لمراقبة حالة الشحن (SOC) لبطارية LiFePO4.

الذهاب مع مراحل شحن بطارية LiFePO4، يتفاوت الجهد من زيادة سريعة خلال مرحلة الشحن الأساسي إلى ارتفاع أبطأ خلال مرحلة الامتصاص. مع اقتراب البطارية من الشحن الكامل، يستقر الجهد حوالي 3.6 إلى 3.7 فولت لكل خلية، كما هو موضح في منحنى جهد البطارية أدناه.

من خلال مقارنة جهد البطارية بالجدول القياسي، يمكن للمستخدمين تقدير السعة المتبقية. أدناه، نقدم جداول الجهد لبطاريات LiFePO4 بجهد 12 فولت و 24 فولت و 48 فولت.

 

مخطط جهد بطارية 12 فولت LiFePO4

نسبة الكربون في الجسم %	فولت لكل خلية	12 فولت (4 ثوانٍ)
100.00%	3.65	14.6
99.50%	3.45	13.8
99.00%	3.38	13.52
90.00%	3.35	13.4
80.00%	3.33	13.32
70.00%	3.30	13.2
60.00%	3.28	13.12
50.00%	3.26	13.04
40.00%	3.25	13.00
30.00%	3.23	12.92
20.00%	3.20	12.8
15.00%	3.05	12.2
9.50%	3.00	12.0
5.00%	2.80	11.2
0.50%	2.54	10.16
0.00%	2.50	10.0

جدول جهد بطارية 24 فولت LiFePO4

نسبة الكربون في الجسم %	فولت لكل خلية	24 فولت (8 ثوانٍ)
100.00%	3.65	29.2
99.50%	3.45	27.6
99.00%	3.38	27.04
90.00%	3.35	26.8
80.00%	3.33	26.64
70.00%	3.30	26.4
60.00%	3.28	26.24
50.00%	3.26	26.08
40.00%	3.25	26
30.00%	3.23	25.84
20.00%	3.20	25.6
15.00%	3.05	24.4
9.50%	3.00	24
5.00%	2.80	22.4
0.50%	2.54	20.32
0.00%	2.50	20

جدول جهد بطارية 48 فولت LiFePO4

نسبة الكربون في الجسم %	فولت لكل خلية	48 فولت (15 ثانية)	51.2 فولت (16 ثانية)
100.00%	3.65	54.75	58.4
99.50%	3.45	51.75	55.2
99.00%	3.38	50.7	54.08
90.00%	3.35	50.25	53.6
80.00%	3.33	49.95	53.28
70.00%	3.3	49.5	52.8
60.00%	3.28	49.2	52.48
50.00%	3.26	48.9	52.16
40.00%	3.25	48.75	52
30.00%	3.23	48.45	51.68
20.00%	3.2	48	51.2
15.00%	3.05	45.75	48.8
9.50%	3	45	48
5.00%	2.8	42	44.8
0.50%	2.54	38.1	40.64
0.00%	2.5	37.5	40

 

كيفية التحقق من حالة الشحن (SoC) لبطارية LiFePO4 وجهد البطارية

استخدام البطارية مع الشاشة

تأتي بعض بطاريات LiFePO4، مثل بطارية PowMr 51.2 فولت، غالبًا مزودة بـ مراقب ومؤشر مدمجين يعرضان كل من الجهد وحالة الشحن (SoC). تتيح لك هذه الميزة التحقق بسرعة وسهولة من حالة البطارية دون الحاجة إلى أدوات إضافية. ما عليك سوى عرض المعلومات على الشاشة، التي توفر بيانات في الوقت الفعلي حول أداء بطاريتك.

 

استخدام مقياس متعدد

لقياس جهد الدائرة المفتوحة لبطارية LiFePO4 باستخدام مقياس متعدد، اتبع هذه الخطوات للحصول على نتيجة دقيقة إلى حد ما. تذكر أنه سيتعين عليك فصل جميع الأحمال والشواحن وترك البطارية تستريح.

ابدأ بفصل أي أحمال وشواحن متصلة بالبطارية. بعد ذلك، انتظر لمدة 15-30 دقيقة للسماح للبطارية بالاستقرار. ثم، استخدم مقياس متعدد القياسات لقياس جهد الدائرة المفتوحة. يمكنك مقارنة هذه القراءة مع جدول جهد LiFePO4 لتقدير حالة شحن البطارية (SoC).

 

استخدام جهاز مراقبة البطارية

يمكن لمراقب البطارية المخصص أن يقدم قراءات أكثر دقة من خلال قياس الجهد والتيار بشكل مستمر. يقوم بحساب حالة الشحن (SoC) من خلال تتبع الطاقة المتدفقة داخل وخارج البطارية. يوفر تثبيت مراقب البطارية رؤى مفصلة حول صحة البطارية وأدائها، وهو أمر بالغ الأهمية للصيانة على المدى الطويل.

 

استخدام وحدة تحكم شحن الطاقة الشمسية

عندما يتم دمج بطارية LiFePO4 الخاصة بك في نظام الطاقة الشمسية، عادةً ما يظهر جهاز التحكم في الشحن الشمسي جهد البطارية، وفي بعض الحالات، حالة الشحن (SoC).

على سبيل المثال، فإن أجهزة التحكم في شحن الطاقة الشمسية MPPT من PowMr، التي تتميز بشاشة LCD، توضح بوضوح جهد البطارية ومستوى شحن البطارية. هذه الطريقة المدمجة تبسط عملية المراقبة من خلال التكامل السلس مع نظام الطاقة الشمسية الخاص بك، مما يضمن لك تحديثات متسقة وموثوقة حول أداء نظامك.