2 pilas de litio… Y' no hay imagen!
Ver rendimiento claramente superior a las de las baterías de plomo-Acido, la batería de litio (LiFePo4) parece la mejor opción para las baterías de servicio de barco. Pero son muy sensibles a ciertos parámetros deben dominar frente s ’ en la empresa.
Desde que escribí este artículo he desarrollado un BMS que satisface exactamente las necesidades de protección y longevidad de una batería de litio para la energía de un sitio aislado (bote, camping, casa, sitio industrial). A petición de amigos navegantes lo industrializó. Ahora está a la venta en mi sitio web: https://www.taobms.com
Beneficios en comparación con las baterías de litio las baterías de plomo :
Primero algunos términos utilizados:
%DOD = "Profundidad de la descarga" o el porcentaje de descarga de la batería (100% DOD = batería vacía)
%SOC = "Estado de carga" o el porcentaje de carga de la batería (100% SOC = batería está cargada)
x.xC = corriente de capacidad de carga o descarga (C) batería (para una batería de 100Ah, una corriente de 0, 5 c = 50A)
1 – Número de ciclos de
Los fabricantes prometen una vida de 4000 ciclos o más 80% DOD. Pruebas durante varios años en uso intensivo real muestran que después de 770 ciclos de, en condiciones óptimas (Cubrimos esto más adelante), una flota de baterías de litio no ha perdido nada de su capacidad. Parece razonable esperar 2000 ciclos a 80% DOD, No es malo, y en un barco que correspondería a más de 15 años!
Esto se compara con la 400 a 500 ciclos a 50% DOD prometió para las mejores baterías de plomo (AGM, Golf…). Nunca he tenido baterías que como muchos ciclos antes de ver su capacidad reducida a encogerse y tener que reemplazarlos! 200 a 300 ciclos sería un máximo para estas baterías.
2 – Capacidad utilizable
Una batería de litio mantiene la tensión en la parte superior de 12 voltios hasta ahora 80% DOD (20% SOC). Así que puede ser utilizado entre 90-100% y 20% SOC, capacidad utilizable 70 a 80% capacidad nominal.
Esto se compara con la 30 a 40% de realmente usable regularmente para una batería de plomo capacidad - clasificada entre 80-90% y 50% SOC. En la parte superior de 80% COS estas baterías aceptar sólo una corriente baja y ser paciente para lograr el 100% SOC.
3 – Peso volumen
Un cable de buena calidad baterías de 100Ah 12 V pesa alrededor de 25kg para un volumen de 13dm 3. Si tenemos en cuenta su capacidad utilizable 35% capacidad nominal, Esto nos da una densidad de energía 1,4 Ah / kg y 2,7 Ah / dm3.
Una célula de 100Ah (3,2V) Litio pesa unos 3,5 kg para un volumen de dm 2, 3. 14kg y 8dm 3 para una flota de 100Ah en 12 voltios. Si tenemos en cuenta su capacidad utilizable 75% capacidad nominal, Esto nos da una densidad de energía 5,3 Ah / kg y 9,3 Ah / dm3.
Entonces para el mismo litio capacidad utilizable batería pesa menos de un tercio de una batería de plomo. Su tamaño está también dividido por tres.
Para 450Ah en 12 voltios utilizables, Toma :
450Ah / 12V | Plomo | Litio |
Capacidad nominal (Ah) | 1200 | 600 |
Peso (Kg) | 300 | 84 |
Volumen (dm3) | 156 | 48 |
Una flota de baterías de litio que alivia 216 kg y libera espacio en las bóvedas.
4 – Carga rápida
Una batería de litio acepta prácticamente todo el poder que usted proporciona y esta corriente se mantiene constante hasta casi a plena carga. Con paneles solares y regulador de la posición 3, 9V baterías se cargan a casi 100% Cuando el modo del controlador "Absorción".. Para las condiciones óptimas se recomienda para cargar una batería de litio con una corriente máxima de 0, 3 c (o 180A para una batería de 600Ah). Tenga en cuenta que estas baterías se utilizan en vehículos eléctricos y se pueden recargar con una corriente de 3 c (o 1800A para un parque de 600Ah!!).
Es recomendable cargar una batería con una corriente máxima de 0, 2 c (o 120A para una batería de 600Ah). Cuando la batería está cerca de la 80% SOC, su resistencia interna aumenta rápidamente, la corriente cae fuertemente... y tarda varias horas para completar la carga.
A continuación un gráfico que representa la tensión (V) basado en el porcentaje de carga (SOC) y la corriente. Se trata de una celda de 3, 2V nominales (Toma 4 a una batería de 12V).
5 – Voltaje estable
Usando mis nuevas baterías de litio entre 5% y 80% DOD, la tensión pasa de 13, 2V para 12, 4V. Además esta tensión varía poco cuando grandes consumidores establecidos (congelador, piloto, molinete, Torno eléctrico…). Ya que como servicio mi pantalla Raymarine más de su (Flash, RAZ y otros comportamientos extraños) y mi nevera ya no segura baja tensión.
A continuación un gráfico que representa la tensión en los terminales de una celda dependiendo de la descarga (DOD) y la corriente.
6 – No hay sulfatación
Una batería de plomo-ácido es propensa al fenómeno de la sulfatación y es necesario cargarlo a 100% tan a menudo como sea posible para reducir los efectos… Lo que es prácticamente imposible en un crucero en yate que nunca ve un Terminal 220 Voltios… donde una pérdida de capacidad de las baterías… y su muerte rápida.
No hay sulfatación de una batería de litio, así que no hay necesidad de cargarlo a 100%. De hecho ella será mejor.
7 – Cerca de la eficiencia 100%
Si utilizas un litio batería 100Ah, necesita de 100Ah para cargar en el mismo nivel.
Un cable de la batería a un retorno de 70% a 90% (para los mejores y más caros). Así que si consumes 100Ah, Debe descargar la batería de plomo con 110 a 140Ah.
8 – Peukert y compensación de temperatura despreciable
La capacidad de una batería de litio no es o muy pocos reducción por una fuerte corriente de descarga - molinete de ancla de tipo, Torno eléctrico, desalinateur.
No hay necesidad de compensar los voltajes de carga para mantener cuenta de baterías por encima de 25 ° C temperatura.
9 – Baja descarga propio
Con una descarga bastante baja propio no es necesaria establecer un sistema de apoyo cuando las baterías se almacenan durante unos meses. Se recomienda almacenarlos en 60% SOC y desconecte.
Limitaciones de las baterías de litio:
Leer todas estas ventajas nos podemos preguntamos por qué nuestros barcos no están equipadas con estas baterías... casi milagroso (en comparación con las baterías de plomo-Acido)?
Porque Esto no es "Plug-&-Jugar". Si sólo reemplaza una ventaja por una batería de litio, Hay posibilidades de que el alternador se quema rápidamente y que la esperanza de vida de estas baterías es muy limitada...
Qué saber antes de comprar litio de las baterías:
1 -Sobrecarga
Se degradará seriamente el rendimiento de la batería de litio o se destruirá la batería si carga demasiado. No sólo el electrolito hervirá, pero las paredes de la batería se deformación irreversiblemente.
Una tensión arterial demasiado alta destruyó la batería.
Como se ve en las curvas de carga más alta, Una vez cargado a 100% el voltaje sube muy rápidamente... y la batería es destruida.
2 -Descarga demasiado profunda
Una descarga demasiado profunda resultará en una revocación de polaridad y la destrucción de las células.
Presión arterial demasiado baja destruyó la batería.
Como se ve en las curvas de descarga más alta, debajo de un cierto nivel de alta tensión se derrumba... y la batería es destruida.
3 -Carga por debajo de 0 ° c.
Puede ser utilizados por debajo de 0 ° c., pero nunca recargar cuando se congela.
4 – Desequilibrio de las células
Una batería de litio de 12 voltios se compone de 4 células en serie. Cada célula tiene un voltaje nominal 3,2 voltios. Es imperativo que todos tienen la misma capacidad y que estén cargados exactamente al mismo nivel antes de usar.
Si las células no están "equilibradas" (es decir. tienen no todos exactamente el mismo nivel de carga):
- una célula será completa (100% SOC) antes de los otros y su presión arterial va a explotar para destruir este celular
- una célula estará vacía (0% SOC) antes de los otros y su presión arterial se derrumbará hasta a destruir este celular
Y esto sucede en pocos minutos...
5 -Corriente de mantiene (Flotador)
Las condiciones óptimas de uso de una batería de litio es cuando está en 50-60% cargado (50-60% SOC). Así que aplique un voltaje de "Flotador" una vez que ella sea 100% COS y mantenga 100% SOC no puede hacerlo bueno y puede tener efectos negativos a largo plazo.
6 -No contar con las especificaciones del fabricante
Las baterías de litio (LiFePo4) se utilizan principalmente en aplicaciones de vehículos eléctricos donde las corrientes son altas y recargas deben ser rápidos. Fabricantes de abogan por lo tanto las tensiones extremas (cargar a la 16 voltios y hasta ahora la descarga 11,2 voltios) con corrientes de hasta 3 c (1800A para una batería de 600Ah). Pero los que hicieron pruebas de la duración en uso marino (y algunos han destruido muchas granjas) afirman que no es necesario para lograr estos extremos y permanecer muy por debajo para asegurar la longevidad de las baterías. Por ejemplo, nuestras aplicaciones, nunca debe exceder el voltaje aplicado a las pilas 14 voltios y una carga para 13,80 voltios es suficiente para alcanzar 100% SOC.
7 -Comercio a menudo inadecuado cargadores
Desafortunadamente la mayoría de los cargadores, Reguladores solares y reguladores de alternadores de comercio son totalmente insuficientes para cargar una batería de litio. Incluso aquellos que tienen un ajuste para las baterías de litio pueden ser peligrosos para sus baterías con voltajes de carga mucho mayores que 14 voltios. Que no es de extrañar si se basan en las especificaciones del fabricante.
Nunca use la posición comercial de cargadores "Litio"... a menos que quiera destruir las baterías.
8 -Alto costo inicial
Mis células litio 600Ah me he costo USD 3500, importado directamente de China (Qué es lo 1300Ah costo de baterías AGM que proporcionará la misma capacidad disponible en mayo). Pero a esto debe agregarse el costo de la actualización de todos los sistemas de carga, la compra de un sistema de gestión de la batería (SBA - sistema de gestión de la batería) con el fin de proteger las baterías, la sustitución de algunos cables y todo el trabajo de montar las células y rehacer muchos cables. Creo que mi inversión además de las baterías es del orden de USD 5500, un costo total de USD 9000.
Si dividimos por dos la vida anunciado por los fabricantes, cualquiera de los dos 2000 ciclos de, el costo por ciclo sería USD 4,50.
Suponiendo una vida útil de 500 ciclos de las baterías AGM, el costo por ciclo sería USD 7,00.
9 -Son peligrosos?
Todas las pilas son peligrosas!
LiFePo4 es el litio más seguro de la tecnología. Las pilas de litio usadas en teléfonos o computadoras portátiles son mucho más peligrosas y algunos están prohibidos en aviones! Se realizaron Synopoly pruebas en sus baterías: corto circuito, altas temperaturas, llamas... sin poder hacerlos explotar. Una serie de precauciones es necesaria para evitar un accidente cuando pensamos que una simple célula de 3,2 voltios y 60Ah pueden proporcionar más de 1800 en corto circuito - para fundir la llave que ha caído sobre la batería.
Sistema de batería de litio
Estas dificultades no son insalvables, pero se olvidan de pensar "De litio" como un reemplazo para sus baterías actuales. La batería es sólo un componente del sistema que usted anunció ningún rendimiento en garantizar su seguridad y la preservación de su inversión.
Para diseñar un "litio" es necesario pensar en:
- Una forma de comprimir las células cuando son ensamblados para que incluso si calienta no se deforman
- Equipo para equilibrar las células en forma precisa y controlar este equilibrio en el tiempo
- BMS (Sistema de gestión de batería) que activará alarmas y control de relés para diferentes tensiones de alta y baja los umbrales
- Un solenoide para, como último recurso, automáticamente desconectar las baterías en caso de detección del problema y la falta de otros sistemas de protección
- Fusible clase T para proteger las baterías y cables del cortocircuito (la corriente puede superar los 20000 una.!!)
- Relés y cableado adecuado para que la SBA puede desactivar de alternadores, la parada de otros cargadores y cargadores solares, detener el inversor 220V y otros grandes consumidores, la puesta en marcha del generador de...
- Regulador de carga (Cargador de muelle, Solar, turbina de viento, alternadores...) cuyo voltaje y duración de las fases de los parámetros de carga son ajustables por el usuario - con cada poder de decisión directamente de la batería por un cable que no lleva a poder
- Recambio de alternadores "con un" modelo estándar que puede proporcionar una alta corriente continua sin recalentamiento
- Regulación externa para el alternador con el fin de limitar la corriente dependiendo de la temperatura del alternador de carga
- Un controlador de batería para ver el estado de carga de las baterías, su voltaje y corriente
- La sustitución de algunos cables para reducir la pérdida de la tensión con corrientes más fuertes
- Una manera de cargar la batería de motor
Condiciones óptimas para las baterías de litio
- No cargar con más 14,0 voltios (con 13,8 voltios se encargará a 100% SOC)
- No cargue con una corriente superior a 0, 3 c (180Para un parque de 600Ah)
- Límite de la fase de absorción a 13,8 voltios hasta que la corriente hasta 0, 025 C (15Para un parque de 600Ah)
- No hay fase de "Flotador" (dejar de cargar una vez el full pilas)
- Descargar a menos que 12,0 voltios o 20% SOC
- Coloque las baterías en un lugar fresco lo más posible con el espacio suficiente para la circulación de aire
- Cuando no esté en uso, desconéctelos (incluyendo el BMS) y almacenarlos en 50-60% COS en un lugar fresco
Otros artículos sobre baterías de litio:
Menú… Práctica > Técnica > Litio
Hola de nuevo,
Una cosa en mi respuesta anterior:
Acoplador de baterías . Muy a menudo hay una posición “1 + 2” . que es poner una batería en paralelo “vacío” con un “completo” ; Tienes un buen jugo corto , capaces de derretir los estirones de la soldadura en 70; (por la experiencia…) Tengo dos interruptores básicos; Después de largos estudios, la función de exclusión de 1+2 se realiza mediante la conexión de la 2 teclas por un trozo de cuerda.
navegación derecha
Clavé de Gael
Hola,
Un excelente artículo. A continuación os adjunto con mi pequeño placer de la experiencia.
Construí 2009 , para mi velero , 2 paquetes de 24V 130Ah de células CALB.
En servicio desde; Que 7 años en el Caribe y 2 años “sin usar”, sin ninguna precaución.
Hoy que estamos en Antibes.
En la operación diaria : iluminación tiene giorno, 3 PC y 1 estantes, nevera, … a menudo se convierte en nada…
La desalinizadora (100l / h) con vueltas de 30A sin problema y diesel.
La creación de molinete, en la mañana sin debilidad.
Sin embargo la capacidad de almacenamiento se reduce considerablemente- Estimado tiene 50%.
Pero aún suficiente para una navegación local.
Cómo cargar : 1 paneles monocrist solar’ 130W
1 Abrazadera de muelle 24V cargador de corriente límite tiene 50 Am
1 140Amp regla una 28V correa serpentina del alternador de 70Amp.avec 24V 8K
Notas de EU en el alternador: Es el alternador 2'. El 1′ 24V 90Amp , pinza tiene 50 ha fumado después de 200 horas de operación, así como la transmisión ( 2correa en v).
Por temor a problemas de corrosión, Dorar las células connectite.
El BMS ets clásico con alarma alta y baja , 1 relé de carga y 1 relé de descarga., equilibrio de la célula.
Para completar, un buen artículo sobre la tecnología /https LiFePO://www.Industrie-techno.com/Le-lithium-fer-phosphate-la-plus-sure-des-technologies-de-batteries-au-lithium.44982
Atentamente
Clave de Gael – Todo ESE.
Hola,
Gracias es clara y esto hará que los seguidores de la LiFePo4…
En la aplicación, Estoy interesado por la “flexible” negro y rojo de las fotos. “bar” cobre aislado ? con punta dentada o con conector adaptado ? o simplemente manualmente pinchado ?
(Me llegué incluso algunas dificultades para romper limpiamente a través de estas barras para una tabla de “energía”…)
Hola Anne,
Estas son mi humilde opinión la cabellera de bronce masiva de una sección de diámetro suficiente se arrastró en termoencogibles. Para evitar la corrosión progresiva dentro de estos trenza la humedad, aire de mar, Sal, Es imperativo para grasa con grasa de silicona antes de ponerlos en vaina. Luego ponemos las tapas, prensado y si es posible soldada con estaño.
Atentamente,
Philippe
Bravo, Es claro y mejor “argumentó” que lo que digo en la elección de la LiFePo4.
Es el doctor Winston, tan claro las tensiones en 100% Cos pueden ser diferente con otras marcas de fábrica de las células LiFePo4 (Sinomoly, CaLB, etcetera.).
No hablo de las baterías de Valencia que son especial y puro litio.
Tiene que cambiar la vida en el N44, porque el parque original de la batería es lo suficientemente pequeño !
Atentamente,
Philippe
Gracias Felipe haber especificado curvas y otros datos para células WINSTON. Pero los usuarios de otras marcas (CALB, SINOPOLY…) las diferencias parecen mínimas.
También han indicado que la esperanza de vida de las pilas es reducida fuertemente por encima de 25 ° C: “por adicional 10 ° y 25 °, el LiFePo4 tienen una vida menor de un cuarto”. Aunque me parece no hay datos sobre este punto, Algunos usuarios que han instalado su Battery Park en el comportamiento del motor indica una rápida disminución en su capacidad de…
Bravo,
Es una mezcla muy agradable A&Supelec M, Aprendí un montón de cosas que probablemente me va a servir no, pero está claro, y cuando uno lee las implicaciones, Entendemos su cuidado para su inversión.
Si confort eléctrico es proporcional a los esfuerzos, tan bravo.
Buena suerte para el resto, B + Ch
Confort eléctrico es ir. Casi olvidamos que no estamos conectados a la red de FED!