¿Cómo cargar una batería Lifepo4 con seguridad?

Las baterías de LiFePO4 (Batería Litio Ferrofosfato) han ganado popularidad por su alta densidad de energía y su larga vida útil. Para garantizar la seguridad y el rendimiento óptimo de las baterías LiFePO4, es fundamental seguir las pautas y métodos de carga adecuados.

Este artículo explica los métodos de carga , los algoritmos , los voltajes de carga recomendados para varios sistemas de baterías en diferentes etapas de carga y consejos de seguridad para cargar baterías LiFePO4.

 

Métodos de carga LiFePO4

En esta sección, profundizamos en los métodos de carga óptimos de LiFePO4. Independientemente del método de carga elegido (solar, alimentación de CA o CC-CC), es fundamental confirmar la compatibilidad entre el cargador y las baterías LiFePO4. Esto garantiza un rendimiento óptimo, longevidad y seguridad durante el proceso de carga.

 

Cargar la batería de LiFePO4 con energía solar

La incorporación de energía solar para la carga de baterías LiFePO4 es un enfoque sostenible y ecológico . Utilizando un controlador de carga solar , este método gestiona eficientemente la energía generada por los paneles solares, regulando el proceso de carga y garantizando una transferencia de energía óptima a las baterías LiFePO4. Esta aplicación es ideal para instalaciones fuera de la red, ubicaciones remotas y soluciones energéticas respetuosas con el medio ambiente.

 

Cargar con fuente de alimentación de CA

Cargar baterías LiFePO4 con una fuente de alimentación de CA proporciona versatilidad y confiabilidad. Para optimizar la carga de baterías LiFePO4 con una fuente de alimentación de CA, se recomienda el inversor híbrido. Este tipo de inversor, además de integrar un controlador de carga solar, incluye un cargador AC que puede cargar la batería tanto del generador como de la red eléctrica. Este método es adecuado tanto para sistemas de energía conectados a la red como de respaldo, y ofrece flexibilidad en las opciones de carga.

 

Cargar con cargador DC-DC

En aplicaciones móviles como vehículos recreativos (RV) o furgonetas, las baterías LiFePO4 se pueden cargar sobre la marcha utilizando un cargador CC-CC conectado a un alternador de vehículo. Este método garantiza un suministro de energía constante para los sistemas eléctricos y dispositivos auxiliares del vehículo .

 

Algoritmo de carga LiFePO4

En general, es recomendable emplear la técnica de carga CCCV al cargar una batería LiFePO4. Este método de carga consta de dos etapas: carga a corriente constante (carga bulk) y carga a tensión constante (carga de absorción) . Esto es similar a las dos primeras etapas de carga de las baterías de plomo-ácido, con diferencias sólo en los parámetros de voltaje.

En comparación con las baterías de plomo-ácido , que requieren una carga diaria completa para evitar la sulfatación de materiales activos, las baterías de fosfato de hierro y litio, debido a su menor tasa de autodescarga , no requieren carga lenta/carga flotante en el caso habitual .

A continuación se muestra una tabla que resume los requisitos de voltaje para cada voltaje del sistema utilizando la técnica de carga CCCV . Suponiendo que está cargando baterías LiFePO4 de 12 V, el voltaje de carga debe estar entre 14 V y 14,2 V. Mientras se cargan baterías de 24 V en igualdad, el voltaje de carga debe ser de 28 V - 28,4 V. Cargar baterías de litio de 36 V en igualdad requiere un voltaje de 42 V - 42,6 V. Por último, cargar baterías LiFePO4 de 48 V requiere límites de voltaje de 56 V - 56,8 V. La siguiente es una tabla con una sinopsis que muestra las necesidades de voltaje para cada voltaje del sistema.

Voltaje del sistema	Parámetros de carga
12V	14V – 14,2V
24V	28V – 28,4V
36V	42V – 42,6V
48V	56 V – 56,8 V

 

¿Es necesaria la carga de flotación para la batería LiFePO4?

En escenarios de aplicación práctica, surge con frecuencia una pregunta: ¿Es necesario cargar baterías LiFePO4 en flotación?

Si su cargador está conectado a cargas y prefiere que el cargador dé prioridad a alimentar la carga en lugar de agotar la batería LiFePO4, puede mantener la batería en un nivel de estado de carga (SOC) específico configurando el voltaje de carga flotante (por ejemplo, manteniendo a 13,30 voltios cuando se carga al 80%).

Consulte las especificaciones técnicas y las recomendaciones proporcionadas por el fabricante de la batería para garantizar una gestión de carga adecuada de la batería.

 

Tabla de voltaje de carga LiFePO4

Las siguientes son las entradas promedio clave del cargador cuando se utiliza un inversor/cargador o regulador de carga para cargar baterías LiFePO4. Muchos inversores híbridos requieren límites adicionales; comuníquese con ayuda especializada para obtener ayuda.

PARÁMETRO	SISTEMA 12V	SISTEMA DE 24V	SISTEMA DE 48V
Voltaje bulk	14V – 14,6V	28V – 29,2V	56 V – 58,4 V
Voltaje de absorción	14V – 14,6V	28V – 29,2V	56 V – 58,4 V
Tiempo de absorción	0-6 minutos	0-6 minutos	0-6 minutos
Voltaje de flotación	13,8 V ± 0,2 V	27,6 V ± 0,2 V	55,2 V ± 0,2 V
Corte de bajo voltaje	10V	20V	40V
Corte de alto voltaje	14.6	29,2 V	58,4 V

 

Consejos para cargar LiFePO4 de forma segura

Consejos para cargar lifepo4 en paralelo

• Asegúrese de que las baterías sean de la misma marca, del mismo tipo y del mismo tamaño .
• Al conectar baterías LiFePO4 en paralelo, asegúrese de que cada batería esté a menos de 0,1 V entre sí antes de colocarlas en soporte. Esto limitará la posibilidad de que se produzcan problemas entre las baterías.
• Resistencia interna inferior a 0,05 Ω de diferencia entre dos celdas/baterías , supone que tienen que Asegúrese de que todos los cables y conectores sean de la misma longitud y tamaño para garantizar que las conexiones internas tengan la misma resistencia.
• Al cargar baterías en paralelo, la corriente de carga solar se divide a la mitad, mientras que la capacidad de carga máxima se duplica . Por ejemplo, considere dos baterías de 48 V y 100 Ah conectadas en paralelo, cada una con una corriente de carga máxima de 50 A. En esta configuración, el banco de baterías combinado se puede cargar con una corriente total de hasta 100 A. Esto se traduce en una tasa de carga efectiva de 50 A para cada batería, suponiendo que tengan el mismo estado de carga (SOC).

 

Consejos para cargar lifepo4 en serie

• Antes de cargar en serie, asegúrese de que el tipo, la marca y la capacidad de cada batería sean los mismos; de lo contrario, se producirá un desequilibrio de voltaje entre las baterías, lo que provocará una sobrecarga o una carga insuficiente, lo que afectará el rendimiento y la vida útil de las baterías.
• Al interconectar baterías en serie, asegúrese de que cada batería esté a menos de 50 mV (0,05 V) entre sí antes de colocarlas en servicio . Esto limitará la posibilidad de que se produzcan problemas entre las baterías. Suponiendo que sus baterías escapen del equilibrio, el voltaje de cualquier batería es >50 mV (0,05 V) de una batería más del conjunto, debe cargar cada batería por separado para reequilibrarla.

 

Si se puede cargar la batería directamente con un panel solar

No es recomendable cargar la batería directamente con el panel solar, porque el voltaje de salida y la corriente de los paneles solares variarán dependiendo de la intensidad y el ángulo de la luz solar, lo que puede exceder el rango de carga de las baterías LiFePO4, lo que resulta en una sobrecarga o una carga insuficiente, lo que afecta el rendimiento. y vida útil de las baterías.

Por lo tanto, para utilizar de forma segura un panel solar para cargar una batería LiFePO4, es necesario agregar un controlador de carga entre el panel solar y la batería.

 

Compensación de temperatura LiFePO4

Las baterías iFePO4 no requieren compensación de temperatura para el voltaje cuando se cargan a temperaturas altas o bajas. Todas las baterías LiFePO4 están equipadas con un BMS interno que protege la batería de temperaturas altas y bajas. Si el BMS se desconecta debido a las bajas temperaturas, la batería debe calentarse antes de que el BMS pueda volver a conectarse y recibir corriente de carga. Si el BMS se desconecta debido a las altas temperaturas, la batería deberá enfriarse antes de que el BMS acepte una carga para la batería. Consulte la hoja de datos de su batería específica para conocer los valores de reconexión y corte de temperatura alta y baja de BMS.

 

FAQs sobre la carga de LiFePO4

Preguntas frecuentes sobre la carga de LiFePO4

Con una autodescarga mínima, incluso un período de inactividad de seis meses no reducirá mucho la carga. Por lo tanto, es recomendable recargar una batería LFP antes de que se agote hasta el punto de carga del 20 % (80 % de profundidad de descarga), para garantizar que el BMS funcione correctamente.

 

¿Cuántos amperios para cargar la batería LiFePO4?

La corriente de carga de una batería LiFePO4 (fosfato de hierro y litio) depende de su capacidad y de las especificaciones del fabricante. Generalmente, se recomienda cargar una batería LiFePO4 con una corriente de 0,5 C a 1 C, donde C es la capacidad de la batería en amperios-hora.

Como se mencionó anteriormente, en escenarios de carga paralela, la capacidad de carga máxima es acumulativa y la corriente de carga derivada del sol se distribuye uniformemente, lo que resulta en una reducción de la tasa de carga de las baterías individuales. Por lo tanto, es imperativo realizar ajustes según la cantidad de baterías involucradas y los requisitos específicos de cada batería.

 

¿Puedo cargar LiFePO4 con un cargador para plomo-ácido?

si podemos utilizar un cargador de batería de plomo corrosivo para cargar LiFePO4. De hecho, la respuesta corta es la misma longitud que el voltaje establecido dentro de los límites correctos para las baterías de fosfato de hierro y litio.

 

¿Cuánto tiempo se tarda en cargar una batería LiFePO4?

Las baterías LiFePO4 suelen admitir velocidades de carga más rápidas y el tiempo de carga puede variar desde unas pocas horas hasta varias horas, dependiendo de las condiciones específicas, como la capacidad de la batería, la velocidad de carga y el método de carga utilizado.