LiFePO4
فرد LiFePO4 الخلايا لها جهد اسمي يبلغ حوالي 3.2 فولت أو 3.3 فولت. نستخدم خلايا متعددة في سلسلة (عادة 4) لتشكيل حزمة بطارية ليثيوم فوسفات الحديد.
- باستخدام أربع خلايا فوسفات حديد الليثيوم على التوالي ، يعطينا حوالي 12.8-14.2 فولت حزمة عند الامتلاء. هذا هو أقرب شيء سنجده لبطارية حمض الرصاص التقليدية أو بطارية AGM.
- خلايا فوسفات الحديد الليثيوم لها كثافة خلايا أكبر من حمض الرصاص ، بجزء صغير من الوزن.
- خلايا فوسفات الحديد الليثيوم لها كثافة خلايا أقل من أيون الليثيوم. هذا يجعلها أقل تقلبًا وأكثر أمانًا في الاستخدام ، وتوفر تقريبًا بديلاً واحدًا لواحد لحزم AGM.
- للوصول إلى نفس كثافة خلايا الليثيوم أيون ، نحتاج إلى تكديس خلايا فوسفات الحديد الليثيوم بالتوازي لزيادة قدرتها. لذا فإن حزم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم بنفس سعة خلية أيون الليثيوم ، ستكون أكبر ، لأنها تتطلب المزيد من الخلايا بالتوازي لتحقيق نفس السعة.
- يمكن استخدام خلايا فوسفات الحديد الليثيوم في البيئات ذات درجة الحرارة العالية ، حيث لا ينبغي أبدًا استخدام خلايا أيونات الليثيوم فوق +60 درجة مئوية.
- العمر التقديري النموذجي لبطارية فوسفات الحديد الليثيوم هو 1500-2000 دورة شحن لمدة تصل إلى 10 سنوات.
- عادةً ما تحتفظ عبوة فوسفات الحديد الليثيوم بشحنها لمدة 350 يومًا.
- خلايا فوسفات الحديد الليثيوم لديها أربعة أضعاف قدرة بطاريات الرصاص الحمضية.
ليثيوم أيون
فرد ليثيوم أيون عادةً ما يكون للخلايا جهد اسمي يبلغ 3.6 فولت أو 3.7 فولت. نستخدم خلايا متعددة في سلسلة (عادة 3) لتشكيل حزمة بطارية ليثيوم أيون بجهد 12 فولت.
- لاستخدام خلايا الليثيوم أيون لبنك طاقة بجهد 12 فولت ، نضعها في 3 سلسة للحصول على حزمة 12.6 فولت. هذا هو أقرب ما يمكننا الوصول إليه من الجهد الاسمي لبطارية حمض الرصاص المختومة ، باستخدام خلايا أيون الليثيوم
- خلايا أيون الليثيوم لها كثافة خلية أعلى من فوسفات الحديد الليثيوم الذي تحدثنا عنه أعلاه. هذا يعني أننا نستخدم عددًا أقل منها للحصول على السعة المطلوبة. تأتي كثافة الخلايا الأعلى على حساب تقلبات أكبر.
- كما هو الحال مع فوسفات حديد الليثيوم ، يمكننا أيضًا تكديس خلايا ليثيوم أيون بالتوازي لزيادة سعة عبواتنا.
- العمر التقديري النموذجي لبطارية ليثيوم أيون هو من سنتين إلى ثلاث سنوات أو 300 إلى 500 دورة شحن.
- عادةً ما تحتفظ عبوة ليثيوم أيون بشحنها لمدة 300 يومًا.
حزمة الفولتية
سأضيف هذا القسم بناءً على التعليقات الواردة من أحد متابعينا على Facebook.
السبب في استخدامنا 3 خلايا متسلسلة لحزم بطاريات الليثيوم أيون هو الجهد. تحتوي حزمة أيونات الليثيوم 4S على جهد كهربائي مرتفع جدًا (~ 16.8 فولت) عند الامتلاء على النقيض من ذلك ، هناك بعض أجهزة الراديو التي تتطلب جهدًا أكبر من الجانب المنخفض من حزمة الليثيوم أيون 3s التي يمكن أن توفرها في نهاية منحنى الجهد الخاص بها. إذا كنا لا نزال نرغب في استخدام حزمة أيونات الليثيوم 4S ، فنحن بحاجة إلى دمج منظم DC DC لإدارة خرج الجهد. أو ، كما أشرت في الفقرة الثانية ، يمكننا أيضًا استخدام خلايا فوسفات الحديد الليثيوم ، والتي تحتوي على 14.2-14.4 فولت مشحونة بالكامل. هذا جيد تمامًا لمعظم أجهزة الراديو ، لكن اقرأ متطلبات الجهد للراديو الخاص بك.
الشحن
شحن فوسفات الحديد الليثيوم + خلايا أيون الليثيوم مشابه جدًا. كلاهما يستخدم تيارًا ثابتًا ثم جهدًا ثابتًا للشحن. إذا كنا نتحدث عن إحدى حزم بطاريات DIY من القناة ، فإن الشحن بالطاقة الشمسية أو سطح المكتب يتم عادةً بواسطة قطعتين من الترس.
- أولاً لدينا الجهد والمصدر الحالي. يمكن أن يكون هذا باكًا قابلًا للتعديل ، أو لوحة شمسية على سبيل المثال.
- بعد ذلك لدينا جهاز التحكم بالشحن. هذا ينظم الجهد والتيار الخارجين من مصدر الجهد / التيار لدينا ، ويغذي BMS.
- أخيرًا ، ترسل BMS الجهد المنظم إلى العبوة. كما أنه ينزف الجهد من الخلايا ذات الجهد العالي من الخلايا الأخرى. هذا يعطي الآخرين فرصة للحاق بالركب. بغض النظر عما يقوله Bioenno ، لا تقم أبدًا بتوصيل مصدر غير منظم ببطاريتك (BMS أم لا!).
طقس بارد
كما هو الحال مع جميع البطاريات ، يؤثر البرد على قدرة شحن خلايا ليثيوم أيون أو فوسفات الحديد الليثيوم. لذلك نحن بحاجة إلى القيام بشيء ما لضمان عدم انخفاض البطارية إلى ما دون درجة التجمد. يعد شحن البطارية أحد أسباب نشر ملجأ أثناء الطقس البارد. من السهل نسبيًا الحفاظ على درجة الحرارة داخل الملجأ أعلى من درجة التجمد ، بينما تظل الطاقة الشمسية أو المولد خارج الخيمة. إحدى الحيل المستخدمة لإبقاء هذه الخلايا فوق درجة التجمد هي إبقائها ومعدات الراديو داخل حاوية. تنتج جميع أجهزة الراديو الحرارة ، لذا فإن تقييد التهوية (إلى حد ما) ، فإن الحرارة الصادرة من الراديو ستؤدي إلى تدفئة المساحة المحيطة بالبطارية بشكل كبير. حيلة أخرى هي استخدام تدفئة يدوية كيميائية بالقرب من حجرة البطارية أو داخلها. الهدف هو استخدام الفطرة السليمة. نظرًا لأننا نعلم أنه لا ينبغي لنا شحن البطاريات إلى درجة حرارة أقل من درجة التجمد ، فإن تغييرًا بسيطًا في ممارسات التشغيل يمكن بسهولة تصحيح ذلك.
موازنة
إذا كنت تقوم ببناء حزمة بها أكثر من خلية واحدة في سلسلة ، فستحتاج إلى موازنة الخلايا الموجودة في العبوة أو في الشاحن.
من المهم الإشارة إلى أنه لمجرد أن شخصًا ما يمكنه إنشاء مقطع فيديو على YouTube أو مدونة توضح لك كيفية إنشاء حزمة ، لا يعني بالضرورة أنه يعرف بالضبط ما يفعله.
خلاصة القول ، تحتاج إما إلى موازنة خلاياك يدويًا ، أو موازنة خلاياك بشكل فعال. إذا كنت تقوم ببناء أحد مشاريع حزمة البطارية الخاصة بي ، وستستخدم هذه الحزمة أثناء الشحن والتفريغ في نفس الوقت ، فإن التوازن النشط هو السبيل للذهاب. من ناحية أخرى ، إذا كنت تستخدم هذه العبوة للتفريغ فقط ، فأخذها إلى الميدان لتفريغها ، ثم الشحن بمجرد عودتك إلى المنزل ، فلن تحتاج من الناحية الفنية إلى أي توازن أثناء تفريغ العبوة. إذا كنت ستشحن الخلايا كحزمة كاملة من 4 أو 3 ثوانٍ ، فستحتاج إلى شحن رصيد أو شحنها بشكل فردي. بالطبع إذا كنت تستخدم 18650 بطارية ، وكان الشاحن الخاص بك يتسع لشحن أكثر من خلية في وقت واحد ، فأنت على ما يرام!
اختيار BMS
تتعلق الفقرة التالية فقط بأولئك الذين يرغبون في بناء حزمة بطارية كاملة. الآن بعد أن قرأت الفقرات أعلاه ، فهمت أن الفولتية بين أيون الليثيوم وفوسفات الحديد الليثيوم فريدة من نوعها. هذا يعني أيضًا أن نظام إدارة المباني الذي تستخدمه لبطارياتك مخصص لأيون الليثيوم أو فوسفات حديد الليثيوم. يمكنك العثور على مجموعة متنوعة من لوحات الموازنة المختلفة في المشاريع الموجودة على القناة. نختار لوحات الموازنة بالقدرات التي نطلبها منها. قبل اختيار اللوحة ، نحتاج إلى معرفة:
- كم عدد الأمبيرات التي نريد سحبها عبر اللوحة
- كم عدد الخلايا في السلسلة
- ما إذا كان سيتم استخدام خلايا ليثيوم أيون أو فوسفات الحديد الليثيوم
- هل تقدم اللوحة موازنة الخلايا (إذا كنت تستخدم BMS ، فاحصل دائمًا على واحد مع موازنة الخلية)
عندما يكون لديك هذه الأرقام ، يمكنك استخدامها لاختيار BMS المناسب من المورد الخاص بك. لا يجب أن تنظر إلى السعر حتى تفهم متطلباتك. يجب عليك أيضًا الاهتمام بباعة eBay و Alibaba. غالبًا ما يقومون بتسمية لوحات BMS بشكل غير صحيح بقدرات أكبر بكثير مما توفره بالفعل. لذا استخدم الفطرة السليمة. إذا كنت أعلم أنني سأقوم بسحب 15 أمبير من BMS ، فعادة ما أشتري واحدة من eBay والتي تم تصنيفها لـ 30 أمبير.
لماذا قد ترغب أيضًا في دمج BMS في مشروعك؟ يوفر BMS الجيد أيضًا هذه الميزات:
- الحماية من الفولت الزائد
- حماية الجهد المنخفض
- حماية ماس كهربائى
- موازنة
عندما يخبرك الناس بعدم استخدام BMS أو الموازنة غير مطلوبة ، فإنهم يفعلون ذلك دون فهم الحماية الإضافية التي يوفرها BMS. غذاء للفكر!
الرسم البياني لتفريغ الليثيوم مقابل SLA
في بعض الأحيان ، بغض النظر عن مدى صعوبة المحاولة ، لا يزال المشغلون متمسكين بالوهم القائل بأن بطارية حمض الرصاص المختومة بنفس السعة لا تختلف أو حتى أفضل من حزمة أيون الليثيوم أو فوسفات حديد الليثيوم. هذا عادة ما يعتمد على السعر. هذا محض هراء!
هنا بعض الحقائق
- السبب الأول لعدم استخدام بطارية الرصاص الحمضية هو الوزن. تعتبر عبوات فوسفات الليثيوم وحديد الليثيوم جزءًا صغيرًا من الوزن مع توفير كثافة أكبر للخلايا. يترجم هذا إلى وقت تشغيل أكبر ، أو القدرة على تشغيل معداتنا لفترة أطول في الميدان ، دون زيادة في الحجم / الوزن.
- تحتوي بطاريات الرصاص الحمضية الصغيرة المختومة على انخفاض شديد في الجهد تحت الحمل الثقيل. لم يتم تصميمها أبدًا لتطبيقات التيار العالي. في الواقع ، تم تصميم بطاريات الرصاص الحمضية الصغيرة المختومة بحيث يكون لها حمل صغير عليها على مدى فترة زمنية طويلة. باستخدام 15 إلى 20 أمبير النموذجية من راديو حديث 100 واط ، نشهد انخفاضًا كبيرًا في الجهد. لا تُظهر حزمة أيون الليثيوم أو فوسفات حديد الليثيوم المبنية بشكل صحيح نفس انخفاض الجهد مثل بطارية حمض الرصاص. في الواقع تحت الحمل ، يكون الجهد مسطحًا نسبيًا أثناء تفريغ عبوات فوسفات الليثيوم وحديد الليثيوم.
- أحد الأوهام حول بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، أنه "يصعب شحنها". في الواقع ، من الأسهل شحن عبوات أيونات الليثيوم وحديد فوسفات الليثيوم من بطارية الرصاص الحمضية المختومة ، إذا فتحنا عقولنا للتو. كل ما نحتاج إلى معرفته هو عدد الخلايا التي لدينا على التوالي ، وفولطية الخلايا الفردية في الحزمة. ثم استخدم هذا الرقم لتطبيق تيار ثابت بجهد ثابت على العبوة. هذه هي الرياضيات الأساسية! لا يوجد جهد عائم أو أي مراحل عند شحن عبوات فوسفات حديد الليثيوم أو الليثيوم. مجرد جهد ثابت تيار مستمر. عندما تصل البطارية إلى قمة منحنى الجهد الخاص بها ، فإنها ممتلئة. لا عائم ، أو امتصاص .. إنه ممتلئ فقط عندما يصل إلى قمة منحنى الجهد.
لذلك هناك الكثير من المعلومات الخاطئة على الإنترنت. هناك المزيد على YouTube ، مدفوعًا بمستخدمي YouTube الذين إما لا يعرفون أو لم يجروا البحث. لا تنتقدهم ، لكن من المهم لكل منا أن يقوم بأبحاثه الخاصة. أوافق على أنه على السطح يبدو أن شراء بطارية حمض الرصاص سيكون أرخص من الليثيوم أيون أو حزمة فوسفات الحديد الليثيوم. هناك الكثير من الأشياء الأخرى التي يجب النظر إليها بما يتجاوز السعر ، والتي تعطينا الإجابة الحقيقية على هذا السؤال. لم أعد أفكر في استخدام بطاريات الرصاص الحمضية في أي من مشاريعي بعد الآن. بحيث يترك أيون الليثيوم وفوسفات الحديد الليثيوم. أيهما يجب أن تستخدمه في المشروع؟ حسنًا ، هنا كيف أختار.
- إذا كنت أحاول السفر لمسافة خفيفة جدًا سيرًا على الأقدام ، فمن المحتمل أن يكون أيون الليثيوم هو أفضل طريقة للذهاب. تعطي كثافة الخلية الأكبر وقت تشغيل أطول في العبوة الأصغر من فوسفات الحديد الليثيوم ،
- إذا كنت أبحث عن شيء يسهل التعامل معه ، وكمية أكبر من واط في الساعة على 3S Li-Ion ، حيث كنت أستخدم تقليديًا في بطارية SLA ، فإن LiFePO4 هو الخيار الأفضل.
- إذا كنت أبحث عن أفضل استثمار لبطاريات التخزين في مولد للطاقة الشمسية خارج الشبكة ، فإن 1500-2000 دورة ، بدون صيانة ، و 10 سنوات أو أكثر تبدو رائعة جدًا.
مثل أي شيء في العالم ، تستند نتائج مشاريعنا إلى البحث الذي نقوم به. غالبًا ما أتلقى انتقادات بشأن عدم نشر الكثير من مقاطع الفيديو ، ولكن عند إجراء البحث والعمل في الخلفية ، من المستحيل التخلص من أي فيديو قديم تافه كل يوم. وكذلك يفعل رجال البحث. في النهاية ستكون مجزية للغاية.
السفر ببطاريات الليثيوم
تتغير القواعد من ولاية قضائية إلى أخرى بنفس سهولة تحول النهار إلى الليل. في الوقت الحالي ، يبدو أن أثقل القيود المفروضة على بطاريات الليثيوم وجدت وهي تطير إلى أمريكا الشمالية أو تخرج منها. وفقًا لكل من مواقع FAA و TSA ، قد يُسمح ببطاريات الليثيوم التي تزيد طاقتها عن 100 واط في الحقائب المحمولة بموافقة شركة الطيران ، ولكنها تقتصر على بطاريتين احتياطيتين لكل راكب. يحظر وضع بطاريات الليثيوم السائبة في الحقائب المفحوصة. لا تُحدث FAA أو TSA أي فرق بين أيون الليثيوم أو فوسفات الحديد الليثيوم.
100٪ دفع آمن
