Wie lade ich einen Lifepo4-Akku sicher auf?

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) erfreuen sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte und langen Lebensdauer großer Beliebtheit. Um die Sicherheit und optimale Leistung von LiFePO4-Batterien zu gewährleisten, ist es wichtig, die richtigen Lademethoden und -richtlinien einzuhalten.

Dieser Artikel untersucht Lademethoden , Algorithmen , empfohlene Ladespannungen für verschiedene Batteriesysteme in unterschiedlichen Ladephasen und Sicherheitstipps zum Laden von LiFePO4-Batterien.

LiFePO4-Lademethoden

In diesem Abschnitt beschäftigen wir uns mit optimalen Lademethoden für LiFePO4. Unabhängig von der gewählten Lademethode (Solar, Wechselstrom oder DC-DC) ist es wichtig, die Kompatibilität zwischen dem ausgewählten Ladegerät und den LiFePO4-Batterien zu bestätigen. Dies gewährleistet optimale Leistung, Langlebigkeit und Sicherheit während des Ladevorgangs.

Mit Solarenergie laden

Die Nutzung von Solarenergie zum Laden von LiFePO4-Batterien ist ein nachhaltiger und umweltfreundlicher Ansatz. Mithilfe eines Solarladereglers verwaltet diese Methode die von Solarmodulen erzeugte Energie effizient, reguliert den Ladevorgang und sorgt für eine optimale Energieübertragung auf LiFePO4-Batterien. Diese Anwendung ist ideal für netzunabhängige Anlagen , abgelegene Standorte und umweltbewusste Energielösungen .

Laden mit Wechselstromquelle

Das Laden von LiFePO4-Batterien mit einer Wechselstromquelle bietet Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit . Um das Laden von LiFePO4-Batterien mit einer Wechselstromquelle zu optimieren, wird ein Hybridwechselrichter empfohlen. Dieser Wechselrichtertyp enthält neben einem integrierten Solarladeregler auch ein Wechselstromladegerät , das die Batterie sowohl vom Generator als auch vom Stromnetz laden kann. Diese Methode eignet sich sowohl für netzgekoppelte als auch für Notstromsysteme und bietet Flexibilität bei den Ladeoptionen.

LiFePO4-Ladealgorithmus

LiFePO4-Batterien verwenden die CCCV-Ladetechnik . Der Vorgang besteht aus zwei Phasen: Konstantstromladung (Bulk-Ladung) und Konstantspannungsladung (Konspirationsladung) . Dies ähnelt den ersten beiden Ladephasen von Bleibatterien, der einzige Unterschied liegt in den Spannungsparametern.

In der Ladephase mit konstantem Strom (Bulk) liefert das LiFePO4-Batterieladegerät einen bestimmten Strom an die Batterie, während die Spannung schrittweise erhöht wird, um die Bulk-Spannung zu erreichen. Sowohl der Ladestrom als auch die Bulk-Spannung werden vom Benutzer eingestellt.

In der Ladephase mit konstanter Spannung (Absorption) reduziert das Ladegerät den Strom allmählich, während die Zielspannung beibehalten wird. Im Wesentlichen zielen sowohl die Bulk- als auch die Absorptionsphase darauf ab, dieselbe Zielspannung zu erreichen und zu halten.

Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien , die über drei Ladestufen verfügen und täglich vollständig aufgeladen werden müssen, um die Sulfatierung der aktiven Materialien zu verhindern, benötigen Lithium-Eisenphosphat-Batterien aufgrund ihrer geringeren Selbstentladungsrate keine Erhaltungs- oder Erhaltungsladung.

Erhaltungsladung LiFePO4 oder nicht?

In praktischen Anwendungsszenarien wird jedoch häufig die Frage gestellt: LiFePO4 mit Erhaltungsladung laden oder nicht? Die Antwort lautet nein. Diese Verwirrung rührt oft daher, dass viele Laderegler mehrere Optionen basierend auf der Batteriechemie bieten, wie z. B. Blei-Säure-Batterien, die Erhaltungsladung erfordern. Daher ist es keine Überraschung, dass die Laderegler einen einstellbaren Parameter für diesen Ladevorgang enthalten.

Wenn Sie die Erhaltungsladephase nicht deaktivieren können, sollten Sie die Erhaltungsspannung niedriger einstellen . Diese Einstellung hilft zu verhindern, dass der Ladezustand (SOC) der Batterie zu hoch wird, was die Lebensdauer der Batterie verkürzen könnte.

LiFePO4-Ladespannungsdiagramm

Wenn man die Lademethoden von LiFePO4-Batterien versteht, erkennt man, dass ihre Ladespannungen für Masse und Absorption gleich sind. Um die Sicherheit und Langlebigkeit der Batterie zu gewährleisten, verfügen LiFePO4-Batterien außerdem über kritische Spannungsparameter , nämlich Niederspannungsabschaltung (die Spannung, bei der die Batterie nicht mehr entladen wird) und Hochspannungsabschaltung (die Spannung, bei der die Batterie nicht mehr geladen wird).

Diese Parameter sind normalerweise im Datenblatt der Batterie aufgeführt. Sie können die Lade- und Entladezustände der Batterie auch überwachen und steuern, indem Sie sich innerhalb der zulässigen Bereiche auf das LiFePO4-SOC-Spannungsdiagramm beziehen.

Beispielsweise sollte die Ladespannung für PowMrs 12-V-100-Ah-LiFePO4-Batterien zwischen 10,8 V und 14,6 V liegen. Die Unterspannungsabschaltung sollte höher als 10,8 V und die Überspannungsabschaltung niedriger als 14,6 V sein. Ebenso sollte die Ladespannung für 24-V-Batterien zwischen 21,6 V und 29,2 V liegen, wobei die Unterspannungsabschaltung bei 21,6 V und die Überspannungsabschaltung bei 29,2 V liegen sollte.

Außerdem ist es wichtig, den vom Hersteller angegebenen maximalen Ladestrom nicht zu überschreiten, da dies die Leistung und Sicherheit der Batterie beeinträchtigen kann.

Die Ladeparameter für LiFePO4-Batterien können je nach Hersteller variieren. Die folgende Tabelle zeigt die Ladeparameter für 3,2 V, 12 V, 24 V und 48 V Batterien.

PARAMETER	12-V-SYSTEM	24-V-SYSTEM	48-V-SYSTEM
Bulk-Spannung	14 V – 14,6 V	28 V – 29,2 V	56 V – 58,4 V
Konstantspannung	14 V – 14,6 V	28 V – 29,2 V	56 V – 58,4 V
Absorptionszeit	0- 6 Minuten	0- 6 Minuten	0- 6 Minuten
Erhaltungsspannung	13,8 V ± 0,2 V	27,6 V ± 0,2 V	55,2 V ± 0,2 V
Unterspannungsabschaltung	10 V	20 V	40 V
Hochspannungsabschaltung	14.6	29,2 V	58,4 V

Tipps zum sicheren Laden von LiFePO4

Tipps zum parallelen Laden von Lifepo4

• Achten Sie darauf, dass es sich um Batterien der gleichen Marke, des gleichen Batterietyps und der gleichen Größe handelt.
• Wenn Sie LiFePO4-Batterien parallel schalten, achten Sie darauf, dass die Spannung der einzelnen Batterien maximal 0,1 V beträgt, bevor Sie sie in Reihe schalten. Dadurch wird die Möglichkeit von Problemen zwischen den Batterien verringert.
• Der interne Widerstand zwischen zwei beliebigen Zellen/Batterien beträgt weniger als 0,05 Ω. Stellen Sie sicher, dass alle Kabel und Anschlüsse die gleiche Länge und Größe haben, um sicherzustellen, dass die internen Verbindungen den gleichen Widerstand aufweisen.
• Beim parallelen Laden von Batterien wird der solar erzeugte Ladestrom halbiert, während sich die maximale Ladekapazität verdoppelt . Betrachten Sie beispielsweise zwei parallel geschaltete 48-V-100-Ah-Batterien mit jeweils einem maximalen Ladestrom von 50 A. In dieser Konfiguration kann der kombinierte Batteriespeicher mit einem Gesamtstrom von bis zu 100 A geladen werden. Dies entspricht einer effektiven Laderate von 50 A für jede Batterie, vorausgesetzt, sie haben den gleichen Ladezustand (SOC).

Tipps zum Laden von Lifepo4 in Serie

• Stellen Sie vor dem Reihenladen sicher, dass Typ, Marke und Kapazität der einzelnen Batterien gleich sind. Andernfalls kommt es zu einem Spannungsungleichgewicht zwischen den Batterien, was eine Über- oder Unterladung zur Folge hat und die Leistung und Lebensdauer der Batterien beeinträchtigt.
• Wenn Sie Batterien in Reihe schalten, stellen Sie bitte sicher, dass die Spannung zwischen den Batterien maximal 50 mV (0,05 V) beträgt, bevor Sie sie in Reihe schalten . Dadurch wird die Möglichkeit von Problemen zwischen den Batterien verringert. Wenn Ihre Batterien nicht im Gleichgewicht sind und die Spannung einer Batterie >50 mV (0,05 V) von einer anderen Batterie im Set entfernt ist, sollten Sie jede Batterie einzeln aufladen, um das Gleichgewicht wiederherzustellen.

Ob Sie den Akku direkt mit einem Solarpanel aufladen können

Es ist nicht ratsam, die Batterie direkt über das Solarpanel aufzuladen, da die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom der Solarpanele je nach Intensität und Winkel des Sonnenlichts variieren. Dadurch kann der Ladebereich der LiFePO4-Batterien überschritten werden , was zu einer Über- oder Unterladung führen und die Leistung und Lebensdauer der Batterien beeinträchtigen kann.

Um ein Solarpanel sicher zum Laden einer LiFePO4-Batterie zu verwenden, müssen Sie daher zwischen dem Solarpanel und der Batterie einen Laderegler hinzufügen.

FAQS zum Laden von LiFePO4

FAQS zum Laden von LiFePO4

Bei minimaler Selbstentladung verringert sich die Ladung selbst bei einer sechsmonatigen Leerlaufzeit nicht wesentlich. Daher ist es ratsam, eine LFP-Batterie aufzuladen , bevor sie bis auf 20 % Ladezustand (80 % Entladetiefe) entladen ist , um sicherzustellen, dass das BMS richtig funktioniert.

Wie viele Ampere zum Laden einer LiFePO4-Batterie

Der Ladestrom für eine LiFePO4-Batterie (Lithium-Eisenphosphat) hängt von ihrer Kapazität und den Herstellerangaben ab. Im Allgemeinen wird empfohlen, eine LiFePO4-Batterie mit einem Strom von 0,5 C bis 1 C zu laden, wobei C die Kapazität der Batterie in Amperestunden ist.

Wie oben erwähnt, wird bei parallelen Ladeszenarien die maximale Ladekapazität kumulativ aufsummiert und der solar erzeugte Ladestrom gleichmäßig verteilt, was zu einer Reduzierung der Laderate für einzelne Batterien führt. Daher ist es zwingend erforderlich, Anpassungen entsprechend der Anzahl der beteiligten Batterien und den spezifischen Anforderungen für jede Batterie vorzunehmen.

Kann ich LiFePO4 mit einem Blei-Säure-Ladegerät aufladen?

ob wir ein Blei-Korrosions-Batterieladegerät zum Laden von LiFePO4 verwenden können. Die kurze Antwort lautet ja, solange die Spannung innerhalb der für Lithium-Eisenphosphat-Batterien zulässigen Grenzen liegt.

Wie lange dauert das Laden einer LiFePO4-Batterie

LiFePO4-Batterien unterstützen typischerweise schnellere Laderaten und die Ladezeit kann je nach den spezifischen Bedingungen, wie etwa der Kapazität der Batterie, der Laderate und der verwendeten Lademethode, zwischen einigen Stunden und mehreren Stunden liegen.