Літій-залізо-фосфатні (LiFePO4) акумулятори стають дедалі популярнішими завдяки їхній високій енергетичній щільності, тривалому циклу життя та безпечним характеристикам.
Цей посібник надає огляд напруги акумулятора LiFePO4, поняття стану заряду акумулятора (SOC) та графіків напруги, що відповідають поширеним специфікаціям акумуляторів LiFePO4, а також довідкові таблиці напруги та SOC.
Оскільки метод заряджання цих акумуляторів відрізняється від інших типів, будь ласка, зверніться до нашої окремої статті для детальної інформації про параметри напруги заряджання LiFePO4, яка всебічно охоплює як заряджати акумулятори LiFePO4 та налаштовувати параметри заряджання.
Що таке номінальна напруга акумулятора LiFePO4
Номінальна напруга зазвичай використовується для опису характеристик акумулятора, виміряних за стандартних умов: температура 25°C, 50% заряду та помірного навантаження, хоча фактична напруга може коливатися залежно від рівня заряду.
Елемент акумулятора LiFePO4 зазвичай має номінальну напругу 3,2 вольта, що допомагає порівнювати та проєктувати системи. Однак повністю заряджений елемент LiFePO4 може мати напругу близько 3,6–3,65 вольт, тоді як повністю розряджений елемент може опуститися до приблизно 2,5–2,8 вольт. Ці елементи є основними будівельними блоками будь-якого батарейного блоку LiFePO4.
Для досягнення вищої напруги або ємності ці елементи з’єднують послідовно (позначається як "s"), їхні напруги сумуються, формуючи загальну напругу батарейного блоку.
Наприклад, 12В акумулятор LiFePO4 складається з 4 елементів, з’єднаних послідовно (4s), що дає номінальну напругу 12,8В (4 × 3,2В). Коли елементи повністю заряджені, кожен досягає близько 3,65В, тому повна напруга зарядженого 12В акумулятора становить приблизно 14,6В. Аналогічно, 24В батарейний блок зазвичай складається з 8 елементів послідовно (8s), що дає номінальну напругу 25,6В, а при повному заряді напруга досягає близько 29,2В. 48В батарейний блок зазвичай використовує 16 елементів послідовно (16s), що дає номінальну напругу 51,2В, а при повному заряді — близько 58,4В.
Важливо відзначити різницю між конфігураціями 15s та 16s для 48В системи. Блок 15s, хоча іноді використовується, має трохи нижчу номінальну напругу 48В (3,2В × 15) з повною зарядженою напругою близько 54,75В, що може спричинити проблеми сумісності з деякими пристроями. Поширеніша конфігурація 16s має номінальну напругу 51,2В і повну заряджену напругу близько 58,4В, що краще відповідає стандартному обладнанню на 48В.
Об’єднуючи батарейні блоки послідовно або паралельно у групу акумуляторів, користувач може створити систему резервного живлення для ще більшої ємності або бажаної енергетичної щільності.
Що таке стан заряду акумулятора - SOC
На відміну від глибини розряду (DoD) акумулятора, стан заряду (SoC) показує залишковий рівень заряду у відсотках від загальної ємності акумулятора. По суті, "SoC = 100% - DoD". Наприклад, якщо рекомендована глибина розряду акумулятора становить 80% для терміну служби 6000 циклів, це означає, що акумулятор слід заряджати, коли його SoC опускається до 20% або нижче.
Графік напруги акумулятора LiFePO4
Графік напруги зазвичай використовується для моніторингу стану заряду (SOC) акумулятора LiFePO4.
Відповідно до етапів заряджання акумулятора LiFePO4, напруга швидко зростає під час основного етапу заряджання і повільніше піднімається під час етапу абсорбції. Коли акумулятор наближається до повного заряду, напруга вирівнюється приблизно на рівні 3,6–3,7 вольт на елемент, як показано на кривій напруги акумулятора нижче.
Порівнюючи напругу акумулятора зі стандартизованим графіком, користувачі можуть оцінити залишкову ємність. Нижче наведено графіки напруги для акумуляторів LiFePO4 на 12В, 24В і 48В.
Графік напруги 12В акумулятора LiFePO4
| SoC% | Вольт на елемент | 12В (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 |
Графік напруги 24В акумулятора LiFePO4
| SoC% | Вольт на елемент | 24В (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 |
Графік напруги 48В акумулятора LiFePO4
| SoC% | Вольт на елемент | 48В (15s) | 51.2В (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 |
Як перевірити SOC та напругу акумулятора LiFePO4
Використання акумулятора з монітором
Деякі акумулятори LiFePO4, як-от PowMr 51,2В акумулятор, часто оснащені вбудованим монітором та індикатором, які відображають як напругу, так і стан заряду (SoC). Ця функція дозволяє швидко та легко перевірити стан акумулятора без додаткових інструментів. Просто перегляньте інформацію на дисплеї, який надає дані в реальному часі про роботу вашого акумулятора.
Використання мультиметра
Щоб виміряти напругу відкритого кола акумулятора LiFePO4 за допомогою мультиметра, виконайте наступні кроки для помірно точного результату. Пам’ятайте, що потрібно відключити всі навантаження та зарядні пристрої і дати акумулятору відпочити.
Спочатку відключіть усі навантаження та зарядні пристрої, підключені до акумулятора. Потім почекайте 15-30 хвилин, щоб акумулятор стабілізувався. Після цього використайте мультиметр для вимірювання напруги відкритого кола. Ви можете порівняти це значення з графіком напруги LiFePO4, щоб оцінити стан заряду (SoC) акумулятора.
Використання монітора акумулятора
Спеціалізований монітор акумулятора може забезпечити більш точні показники, безперервно вимірюючи напругу та струм. Він розраховує SoC, відстежуючи енергію, що надходить до акумулятора і виходить з нього. Встановлення монітора акумулятора дає детальну інформацію про стан і продуктивність вашого акумулятора, що є важливим для довгострокового обслуговування.
Використання сонячного контролера заряду
Коли ваш акумулятор LiFePO4 інтегрований у сонячну енергетичну систему, контролер сонячного заряду зазвичай показує напругу акумулятора і, в деяких випадках, стан заряду (SoC).
Наприклад, PowMr MPPT контролери сонячного заряду з LCD-дисплеєм чітко відображають напругу акумулятора та рівень заряджання. Цей вбудований метод спрощує моніторинг, безшовно інтегруючись із вашою сонячною системою, забезпечуючи постійні та надійні оновлення про продуктивність вашої системи.
