Akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4) zyskują na popularności dzięki wysokiej gęstości energii, długiej żywotności cykli oraz cechom bezpieczeństwa.
Ten przewodnik przedstawia przegląd napięcia akumulatorów LiFePO4, pojęcia stanu naładowania akumulatora (SOC) oraz wykresy napięcia odpowiadające typowym specyfikacjom akumulatorów LiFePO4, wraz z referencyjnymi tabelami napięcia i SOC.
Z uwagi na różnice w metodzie ładowania w porównaniu z innymi typami akumulatorów, prosimy o zapoznanie się z naszym oddzielnym artykułem dotyczącym parametrów napięcia ładowania akumulatorów LiFePO4, który kompleksowo omawia jak ładować akumulatory LiFePO4 i konfigurować parametry ładowania.
- Co to jest napięcie nominalne akumulatora LiFePO4
- Co to jest stan naładowania akumulatora - SOC
- Wykres napięcia akumulatora LiFePO4
- Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 12V
- Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 24V
- Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 48V
- Jak sprawdzić SOC i napięcie akumulatora LiFePO4
Co to jest napięcie nominalne akumulatora LiFePO4
Napięcie nominalne jest powszechnie używane do opisu charakterystyki akumulatora, testowane w standardowych warunkach: temperatura 25°C, 50% naładowania i umiarkowane obciążenie, choć rzeczywiste napięcie może się wahać w zależności od poziomu naładowania.
Ogniwo akumulatora LiFePO4 zazwyczaj ma napięcie nominalne 3,2 wolta, co ułatwia porównywanie i projektowanie systemów. Jednak w pełni naładowane ogniwo LiFePO4 może mieć napięcie około 3,6 do 3,65 wolta, natomiast całkowicie rozładowane ogniwo może spaść do około 2,5 do 2,8 wolta. Te ogniwa są podstawowymi elementami każdego pakietu akumulatorów LiFePO4.
Dla wyższego napięcia lub pojemności ogniwa łączone są szeregowo (oznaczane jako "s"), a ich napięcia sumują się, tworząc całkowite napięcie pakietu akumulatorów.
Na przykład akumulator LiFePO4 12V składa się z 4 ogniw połączonych szeregowo (4s), co daje napięcie nominalne 12,8V (4 × 3,2V). Po pełnym naładowaniu każde ogniwo osiąga około 3,65V, co daje napięcie całkowicie naładowanego akumulatora 12V około 14,6V. Podobnie pakiet 24V zwykle składa się z 8 ogniw szeregowo (8s), dając napięcie nominalne 25,6V, a po pełnym naładowaniu napięcie sięga około 29,2V. Pakiet 48V zazwyczaj wykorzystuje 16 ogniw szeregowo (16s), co daje napięcie nominalne 51,2V, a po pełnym naładowaniu około 58,4V.
Ważne jest, aby zauważyć różnicę między konfiguracją 15s a 16s dla systemu 48V. Pakiet 15s, choć czasem stosowany, ma nieco niższe napięcie nominalne 48V (3,2V × 15), a napięcie po pełnym naładowaniu wynosi około 54,75V, co może powodować problemy z kompatybilnością z niektórymi urządzeniami. Bardziej powszechna konfiguracja 16s oferuje napięcie nominalne 51,2V i napięcie po pełnym naładowaniu około 58,4V, lepiej dopasowane do standardowego sprzętu 48V.
Łącząc pakiety akumulatorów w połączeniu równoległym lub szeregowym w grupę akumulatorów, użytkownik może zbudować system awaryjnego zasilania o jeszcze większej pojemności lub pożądanej gęstości energii.
Co to jest stan naładowania akumulatora - SOC
W przeciwieństwie do głębokości rozładowania (DoD) akumulatora, stan naładowania (SoC) pokazuje pozostały poziom naładowania jako procent całkowitej pojemności akumulatora. W istocie "SoC = 100% - DoD". Na przykład, jeśli akumulator ma zalecaną DoD na poziomie 80% dla żywotności 6000 cykli, oznacza to, że należy ładować akumulator, gdy jego SoC spadnie do 20% lub mniej.
Wykres napięcia akumulatora LiFePO4
Wykres napięcia jest powszechnie używany do monitorowania stanu naładowania (SOC) akumulatora LiFePO4.
Zgodnie z etapami ładowania akumulatora LiFePO4, napięcie zmienia się od szybkiego wzrostu podczas fazy bulk do wolniejszego wzrostu podczas fazy absorpcji. Gdy akumulator zbliża się do pełnego naładowania, napięcie ustala się na poziomie około 3,6 do 3,7 wolta na ogniwo, co ilustruje poniższy wykres krzywej napięcia akumulatora.
Porównując napięcie akumulatora z ustandaryzowanym wykresem, użytkownicy mogą oszacować pozostałą pojemność. Poniżej przedstawiamy wykresy napięcia dla akumulatorów LiFePO4 12V, 24V i 48V.
Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 12V
| SoC% | Wolt na ogniwo | 12V (4s) |
|---|---|---|
| 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 |
Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 24V
| SoC% | Wolt na ogniwo | 24V (8s) |
|---|---|---|
| 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 |
Wykres napięcia akumulatora LiFePO4 48V
| SoC% | Wolt na ogniwo | 48V (15s) | 51,2V (16s) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Jak sprawdzić SOC i napięcie akumulatora LiFePO4
Używanie akumulatora z monitorem
Niektóre akumulatory LiFePO4, takie jak PowMr akumulator 51,2V, często są wyposażone w wbudowany monitor i wskaźnik, które pokazują zarówno napięcie, jak i stan naładowania (SoC). Ta funkcja pozwala szybko i łatwo sprawdzić stan akumulatora bez dodatkowych narzędzi. Wystarczy spojrzeć na wyświetlacz, który dostarcza danych w czasie rzeczywistym o wydajności akumulatora.
Używanie multimetru
Aby zmierzyć napięcie obwodu otwartego akumulatora LiFePO4 za pomocą multimetru, wykonaj następujące kroki, aby uzyskać umiarkowanie dokładny wynik. Pamiętaj, że musisz odłączyć wszystkie obciążenia i ładowarki i pozwolić akumulatorowi odpocząć.
Najpierw odłącz wszelkie obciążenia i ładowarki podłączone do akumulatora. Następnie odczekaj 15-30 minut, aby akumulator się ustabilizował. Potem użyj multimetru, aby zmierzyć napięcie obwodu otwartego. Możesz porównać ten odczyt z wykresem napięcia LiFePO4, aby oszacować stan naładowania (SoC) akumulatora.
Używanie monitora akumulatora
Dedykowany monitor akumulatora może zapewnić dokładniejsze odczyty, mierząc ciągle napięcie i prąd. Oblicza SoC, śledząc energię wpływającą i wypływającą z akumulatora. Instalacja monitora akumulatora dostarcza szczegółowych informacji o stanie zdrowia i wydajności akumulatora, co jest kluczowe dla długoterminowej konserwacji.
Używanie kontrolera ładowania solarnego
Gdy Twój akumulator LiFePO4 jest zintegrowany z systemem zasilania solarnego, kontroler ładowania solarnego zwykle pokazuje napięcie akumulatora, a w niektórych przypadkach także stan naładowania (SoC).
Na przykład kontrolery ładowania solarnego PowMr MPPT z wyświetlaczem LCD wyraźnie wskazują napięcie akumulatora i poziom jego naładowania. Ta wbudowana metoda upraszcza monitorowanie, integrując się bezproblemowo z Twoim systemem solarnym, zapewniając stałe i wiarygodne informacje o wydajności systemu.
