2 baterias de lítio… Y' não tem nenhuma imagem!
Ver desempenho claramente superior das baterias de chumbo-ácido, a bateria de lítio (LiFePo4) Parece a melhor escolha para as baterias de serviço de barco. Mas eles são muito sensíveis a certos parâmetros que precisam dominar antes de embarcar nesta aventura.
Desde que escrevi este artigo desenvolvi um BMS que atende exatamente às necessidades de proteção e longevidade de uma bateria de lítio para energia de um local isolado (barco, carro de acampamento, casa, local industrial). A pedido de amigos navegadores eu industrializado. Agora está à venda no meu site: https://www.taobms.com
Benefícios da em comparação com as baterias de lítio de baterias de chumbo-ácido :
Primeiro um alguns termos usados:
%DOD = "Profundidade de descarga" ou a percentagem de descarga da bateria (100% DOD = bateria vazia)
%SOC = "Estado de graça" ou a porcentagem de carga da bateria (100% SOC = bateria completa)
x.xC = corrente de capacidade de carga ou descarga (C) bateria (para uma bateria de 100Ah, uma corrente de 0, 5 c = 50A)
1 – Número de ciclos
Os fabricantes prometem uma vida inteira de 4000 ciclos ou mais 80% DOD. Testes ao longo de vários anos no uso intensivo de real mostram que, após 770 ciclos de, em condições ideais (Nós cobriremos isto mais tarde), uma frota de baterias de lítio não perdeu nada de sua capacidade. Parece razoável esperar 2000 ciclos de 80% DOD, Não é ruim, e um barco que corresponderia a mais de 15 anos!
Isto é comparado com o 400 para 500 ciclos de 50% DOD prometeu para as melhores baterias de chumbo (AGM, Golf…). Eu nunca tive baterias que fez como muitos ciclos antes de ver sua capacidade reduzida para encolher e ter que substituí-los! 200 para 300 ciclos seria um máximo para estas baterias.
2 – Capacidade utilizável
Uma bateria de lítio mantém a tensão na parte superior da 12 volts até agora 80% DOD (20% SOC). Então ele pode ser usado entre 90-100% e 20% SOC, capacidade utilizável 70 para 80% capacidade nominal.
Isto é comparado com o 30 para 40% do realmente utilizável regularmente para uma bateria de chumbo-ácido capacidade - avaliado entre 80-90% e 50% SOC. Na parte superior da 80% SOC estas baterias aceitar somente uma corrente baixa e ser paciente para alcançar o 100% SOC.
3 – /Volume de peso
Uma pista de boa qualidade da bateria de 100Ah em 12 Volt pesa cerca de 25kg, para um volume de 13dm 3. Se considerarmos sua capacidade utilizável 35% capacidade nominal, Isso nos dá uma densidade de energia 1,4 Ah / kg e 2,7 Ah / dm3.
Uma célula de 100Ah (3,2V) Lítio pesa cerca de 3,5 kg para um volume de dm 2, 3. 14kg e 8dm 3 para uma frota de 100Ah em 12 Volt. Se considerarmos sua capacidade utilizável 75% capacidade nominal, Isso nos dá uma densidade de energia 5,3 Ah / kg e 9,3 Ah / dm3.
Então para o lítio capacidade utilizável mesmo bateria pesa menos de um terço como uma bateria de chumbo-ácido. Seu tamanho também é dividido por três.
Para 450Ah em 12 volts utilizáveis, É preciso :
450Ah / 12V | Chumbo | Lítio |
Capacidade nominal (Ah) | 1200 | 600 |
Peso (Kg) | 300 | 84 |
Volume de (dm3) | 156 | 48 |
Uma frota de baterias de lítio que alivia 216 kg e libera espaço nos cofres.
4 – Carga rápida
Uma bateria de lítio aceita praticamente todo o poder que você fornecer e esta corrente permanece constante até quase uma carga cheia. Com painéis solares e regulador definido como 3, 9V baterias são carregadas para quase 100% Ao modo do controlador "Absorção".. Para condições ideais é aconselhável carregar um lítio bateria com uma corrente máxima de 0, 3C (ou 180A para uma bateria de 600Ah). Observe que essas baterias são usadas em veículos elétricos e podem ser recarregadas com uma corrente de 3 c (ou 1800A para um parque de 600Ah!!).
É aconselhável carregar uma bateria com uma corrente máxima de 0, 2C (qualquer 120A para uma bateria de 600Ah). Quando a bateria está perto do 80% SOC, sua resistência interna aumenta rapidamente, a corrente caia fortemente... e leva várias horas para completar a carga.
Abaixo um gráfico que representa a tensão (V) com base na porcentagem de carga (SOC) e a corrente. Isto é para uma célula 3, 2V nominais (É preciso 4 a uma bateria de 12V).
5 – Tensão estável
Usando minhas novas baterias de lítio entre 5% e 80% DOD, a tensão passa de 13, 2V-12, 4V. Além disso, essa tensão varia pouco quando grandes consumidores estabelecidos (congelador, piloto, molinete, Guincho elétrico…). Desde quanto eles atender minha tela Raymarine fez mais dele (Flash, Outro comportamento estranho e RAZ) e o meu frigorífico já não seguro baixa tensão.
Abaixo um gráfico que representa a tensão nos terminais de uma célula de acordo com a descarga (DOD) e a corrente.
6 – Sem sulfatação
Uma bateria de chumbo-ácido é propensa ao fenômeno da sulfatação e é necessário carregá-lo para 100% tão frequentemente quanto possível para reduzir os efeitos… O que é praticamente impossível em um iate de cruzeiro que nunca vê um Terminal 220 Volts… onde uma perda da capacidade dessas baterias… e sua morte rápida.
Sem sulfatação por uma bateria de lítio, Então não há necessidade de carregá-lo para 100%. Na verdade, ela vai ser melhor.
7 – Perto de eficiência 100%
Se você usar um 100Ah de bateria de lítio, Você precisa de 100Ah para carregamento no mesmo nível.
Um bateria de chumbo a um retorno de 70% para 90% (para o melhor e mais caro). Então, se você consumir 100Ah, Ele deve baixar a bateria de chumbo com 110 de 140Ah.
8 – Peukert e compensação de temperatura insignificante
Não é a capacidade de uma bateria de lítio ou muito poucos reduziram por uma forte corrente de descarga - windlass da escora do tipo, Guincho elétrico, Desalinator.
Não há necessidade de compensar as tensões de carga para manter a conta de baterias acima da temperatura de 25 ° C.
9 – Baixa descarga própria
Com uma descarga própria bastante baixa, não é necessária prever um sistema de apoio quando as pilhas são armazenadas por alguns meses. Recomenda-se armazená-los em 60% SOC e desconecte.
Restrições das baterias de lítio:
Leia todas estas vantagens nos perguntamos por que nossos barcos não são todos equipados com estas baterias... quase milagrosa (em comparação com as baterias de chumbo-ácido)?
Porque Isto não é o "Plug-&-Jogar". Se você substituir apenas uma pista por uma bateria de lítio, Há chances de que seu alternador queimar-se rapidamente e que a expectativa de vida dessas baterias é muito limitada...
O que saber antes de comprar de lítio de baterias:
1 -Sobrecarga
Seu desempenho de bateria de lítio será severamente degradado ou a bateria será destruída se você carregar também. Não só o eletrólito vai ferver, Mas as paredes da bateria entortará irreversivelmente.
Uma pressão demasiado alta destruiu a bateria.
Como pode ser visto com as curvas de carga mais alta, Uma vez carregada a 100% a tensão sobe muito rapidamente... e a bateria é destruída.
2 -Descarga de funda demais
Uma descarga de funda demais resultará em uma reversão da polaridade e a destruição das células.
Pressão arterial muito baixa destruiu a bateria.
Como pode ser visto com as curvas de descarga mais altas, abaixo de um determinado nível de descarga tensão desmorona... e a bateria é destruída.
3 -Carga abaixo de 0 ° c.
Eles podem ser usados abaixo de 0 ° c., Mas nunca recarregadas quando congela.
4 – Desequilíbrio das células
Uma bateria de lítio de 12 volts é composto de 4 células em série. Cada célula tem uma tensão nominal 3,2 Volt. É imperativo que todos têm a mesma capacidade e que eles são carregados exatamente no mesmo nível antes de usar.
Se as células não são "equilibradas" (ou seja. Eles têm não exatamente o mesmo nível de carga):
- uma célula será completa (100% SOC) antes os outros e sua pressão arterial vai explodir se destruir esta célula
- vai ser uma célula vazia (0% SOC) antes que os outros e sua pressão arterial entrará em colapso se destruir esta célula
E isto acontece em poucos minutos...
5 -Corrente de mantém (Carro alegórico)
As condições óptimas de utilização de uma bateria de lítio é quando está em 50-60% carregado (50-60% SOC). Então aplicar uma tensão de "Float", uma vez que ela é a 100% SOC e manter 100% SOC não pode fazê-lo bem e poderia ter efeitos negativos a longo prazo.
6 -Não dependem das especificações do fabricante
As baterias de lítio (LiFePo4) são usados principalmente em aplicações de veículos eléctricos, onde as correntes são altas e recargas devem ser rápidas. Fabricantes defendem, portanto, as tensões extremas (Carregue em 16 volts e descarga até agora 11,2 Volt) com correntes de até 3 c (1800A para uma bateria de 600Ah). Mas aqueles que fizeram testes na duração em uso marinho (e alguns têm destruído muitas fazendas) afirmam que não é necessário para alcançar estes extremos e permanecer bem abaixo para garantir a longevidade das baterias. Por exemplo, nossas aplicações, a tensão aplicada às baterias nunca deve exceder 14 volts e uma carga para 13,80 volts é suficiente para alcançar 100% SOC.
7 -Muitas vezes inadequado comércio carregadores
Infelizmente a maioria dos carregadores, Solares controladores e reguladores de alternadores de comércio são completamente inadequados para carregar uma bateria de lítio. Mesmo aqueles que têm uma configuração para baterias de lítio podem ser perigosos para as baterias com tensões de carga muito maiores do que 14 Volt. O que não é surpreendente se baseiam-se nas especificações do fabricante.
Nunca use a configuração comércio de carregadores de "Lithium"... a menos que você quer destruir suas baterias.
8 -Alto custo inicial
Meu 600Ah de células de lítio me custaram USD 3500, importado diretamente da China (O que é em maio sobre o custo 1300Ah de baterias AGM que irá proporcionar a mesma capacidade disponível). Mas para isso deve ser adicionado o custo de atualização de todos os sistemas para carregar, a compra de um sistema de gerenciamento de bateria (BMS - sistema de gerenciamento de bateria) a fim de proteger as baterias, a substituição de alguns cabos e todo o trabalho de montar as células e refazer a fiação muitos. Eu acredito que meu investimento além das pilhas é da ordem de USD 5500, um custo total de USD 9000.
Se dividirmos por dois vida anunciado pelos fabricantes, de qualquer 2000 ciclos de, o custo por ciclo seria USD 4,50.
Supondo que uma expectativa de vida de 500 ciclos para baterias AGM, o custo por ciclo seria USD 7,00.
9 -São perigosos?
Todas as baterias são perigosas!
LiFePo4 é o lítio tecnologia mais seguro. As baterias de lítio usadas em telefones ou computadores portáteis são muito mais perigosas e alguns são proibidos em aviões! Synopoly testes foram realizados em suas baterias: curto-circuito, altas temperaturas, as chamas... sem ser capaz de fazê-los explodir. Uma série de precauções é necessária para evitar um acidente, quando pensamos que uma simples célula de 3,2 volts e 60Ah podem fornecer mais de 1800 em curto circuito - para derreter a chave que caiu sobre a bateria.
Sistema de bateria de lítio
Essas restrições não são insuperáveis, Mas se esqueça de pensar "Lítio" como um substituto para seus atuais baterias. A bateria é somente um componente do sistema que irá fornecer a que você anunciou qualquer desempenho em garantir a sua segurança e preservando seu investimento.
Para a concepção de um "baterias de lítio" é necessário pensar:
- Uma maneira de comprimir as células quando são montados para que mesmo se aquecem-eles não se deforma
- Equipamento para equilibrar as células de uma forma precisa e controlar esse equilíbrio em tempo
- A BMS (Sistema de gerenciamento de bateria) que irá acionar alarmes e controle de relés para várias tensões de alta e baixa limiares
- Um solenoide para, como um último recurso, Desligue automaticamente as baterias em caso de falha de outros sistemas de proteção e deteção do grave problema
- Um fusível classe T para proteger as baterias e cabos de curto-circuito (a corrente pode exceder a 20000 um.!!)
- Relés e fiação adequada para que a BMS pode desativar alternadores, a paragem de carregadores solares e outros carregadores, parar o inversor 220V e outros grandes consumidores, o start-up do gerador...
- Reguladores de carga (Carregador de doca, Solar, turbina de vento, alternadores...) cuja tensão e duração das fases de parâmetros de carga são ajustáveis pelo usuário - com cada poder de decisão diretamente na bateria por um fio que carrega sem poder
- Substituição de alternadores "com um" modelo padrão que pode fornecer uma alta corrente continuamente sem superaquecimento
- Regulação externa para o alternador para limitar a carga atual, dependendo da temperatura do alternador
- Um controlador de bateria para ver o estado de carga das baterias, sua tensão e corrente
- A substituição de alguns cabos para reduzir as perdas de tensão com correntes mais fortes
- Uma maneira de carregar a bateria do motor
Condições ideais para as baterias de lítio
- Não carregá-los com mais 14,0 Volt (com 13,8 volts que serão responsáveis para 100% SOC)
- Não carregue com uma corrente superior a 0, 3C (180Para um parque de 600Ah)
- Limitar a fase de absorção de 13,8 volts até que a corrente até 0, 025 C (15Para um parque de 600Ah)
- Sem fase "Float" (parar de carregar uma vez as baterias completa)
- Não descarregar a menos 12,0 volts ou 20% SOC
- Coloque as pilhas em um fresco o mais possível com espaço suficiente para a circulação de ar
- Quando não estiver em uso, desconectá-los (incluindo o BMS) e armazená-los em 50-60% SOC em lugar fresco
Outros artigos sobre baterias de lítio:
Menu de… Prática > Técnica > Lítio
Olá novamente,
Uma coisa omitida na minha resposta anterior:
Acoplador de bateria . Muitas vezes há uma posição “1 + 2” . que é para colocar uma bateria em paralelo “vácuo” com um “completo” ; Você dar um bom suco de curto , capaz de derreter as presilhas da solda 70; (por experiência…) Eu tenho dois switches básicas; Após longos estudos, a função de exclusão de 1+2 é feita conectando-se a 2 chaves por um pedaço de corda.
Certo nav
Gael clavé
Olá,
Um excelente artigo. Então me acompanha com prazer minha experiência.
Eu construí 2009 , para meu veleiro , 2 pacotes 24V 130Ah de células CALB.
Em serviço desde; Que 7 anos no Caribe e 2 anos “não utilizados”, sem nenhuma precaução.
Hoje estamos em Antibes.
Na operação diária : iluminação tem giorno, 3 PC e 1 comprimidos, geladeira, … muitas vezes se transforma em nada…
A watermaker (100l/h) com 30A voltas sem problema - e diesel.
O molinete itou, comigo em manhã sem fraqueza.
No entanto, a capacidade de armazenamento é significativamente reduzida- estimado tem 50%.
Mas ainda suficientes para uma navegação local.
Como carregar : 1 painéis solares monocrist’ 130W
1 Braçadeira de doca 24V carregador de corrente limite tem 50 Am
1 140Amp governar uma 28V 70Amp.avec 24V alternador correia do alternador 8K
Notas do EU sobre o alternador: É o alternador 2'. O 1′ 24V 90Amp , grampo tem 50 tem fumado após 200 horas de operação, assim como o trasmission ( 2correia em v).
Por medo de problemas de corrosão, Eu as células connectite marrom.
A BMS clássico ets com alarme de alto e baixo , 1 relé de carga e 1 relé de descarga., célula de equilíbrio.
Para completar, um bom artigo sobre a tecnologia /https LiFePO://www.Industrie-techno.com/Le-lithium-fer-phosphate-la-plus-sure-des-technologies-de-batteries-au-lithium.44982
Saudações
Clave de Gael – Todos ESE.
Olá,
Obrigado, é claro, e isso fará seguidores para as LiFePo4…
Na implementação, Estou interessado pelo “flexível” preto e vermelho de suas fotos. “bar” cobre isolado ? com a ponta frisada ou conector adaptado ? ou simplesmente manualmente perfurado ?
(Tenho ainda algumas dificuldades para romper limpa estas barras para uma tabela de “poder”…)
Olá, Anne.,
Estas são IMHO as tranças de latão em massa de uma diâmetro suficiente/seção penetrou no Skin. Para evitar a corrosão rastejando dentro destes trança a umidade, ar do mar, Sal, É imperativo para lubrificá-los com graxa de silicone antes de colocá-los sob a bainha. Então colocamos as tampas, frisado e se possível soldado com estanho.
Saudações,
Philippe
Bravo, É clara e melhor “argumentou” que o que eu digo na escolha do LiFePo4.
É o doutor Winston, tão claro que as tensões em 100% SoC pode ser diferente com outras marcas de células LiFePo4 (Sinomoly, Calb, etc.).
Não falo de baterias de Valência que são especial e puro de lítio.
Tem que mudar a vida sobre o N44, Porque o parque de bateria original é pequeno o suficiente !
Saudações,
Philippe
Obrigado Filipe deve ter especificado que curvas e outros dados para células WINSTON. Mas contar os usuários de outras marcas (CALB, SINOPOLY…) as diferenças parecem mínimas.
Você também indicou que a expectativa de vida das baterias é fortemente reduzida acima de 25 ° C: “por adicionais 10 ° e 25 °, o LiFePo4 têm uma vida diminuída de um quarto”. Apesar de eu não achar nenhum dado sobre este ponto, Alguns usuários que instalaram o seu parque de bateria no comportamento motor indica um rápido declínio na sua capacidade…
Bravo,
É uma mistura muito agradável A&Supelec M, Eu aprendi um monte de coisas que provavelmente vai me servir não, Mas é claro, e quando a pessoa lê as implicações, Nós entendemos o seu cuidado para mimar o seu investimento.
Se conforto elétrico é compatível com os esforços, tão bravo.
Boa sorte para o resto, B + Ch
Conforto elétrico é ir. Quase esquecemos que não estamos conectados à rede FED!