Nichts leichter, als zu einen Lithium-Akku laden :

• Sie verbinden auf eine aktuelle Quelle maximalen Dauerstrom beschränkt sich auf 0, 3 c (120A für eine Batterie von 400Ah) und die maximale Spannung begrenzt um 13, 8V
• Erreicht die Spannung 13, Tropfen 8V und, dass der Strom auf 0, 025C (10A für eine Batterie von 400Ah), Sie beenden die Last.
• Sobald die Batterie zu entladen ist 20% SOC, Sie tun es wieder…

Seit dem Schreiben dieses Artikels habe ich ein BMS entwickelt, das genau den Schutz- und Langlebigkeitsbedürfnissen einer Lithium-Batterie für die Versorgung eines isolierten Standorts entspricht. (Schiff, Camping Car, Zuhause, Industriestandort). Auf Wunsch von Freunden Browser ich industrialisiert. Es ist jetzt auf meiner Website zu verkaufen: https://www.taobms.com

Gut… in der Praxis Last sind Systeme, die für die Blei-Säure-Batterien ausgelegt waren nicht in der Lage, auf diese Weise zu betreiben. Aber mit einer klugen Auswahl von Material und ein paar Vorsichtsmaßnahmen kann angefahren werden. Es ist wichtig, eine gute Akku-Ladung zu gewährleisten, ohne Überladung ihr und bleibt im Bereich des Betriebs der Verlader.

In diesem Artikel, Nach einer Erinnerung an die Eigenschaften von einer Lithium-Akku-Ladung werde ich ausführlich die Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um bestehende Anlagen zu verwenden, und schließlich um den speziellen Fall des Generators.

Siehe unten auf der Seitenlinks zu anderen Artikeln in der Serie

Eigenschaften der Ladung einer Batterie Lithium

Dieses Diagramm ist von von Powerstream in veröffentlichten Daten extrahiert. 2014 – www.PowerStream.com -Wer hat vier Marken der Lithium-Zellen durch die Erhebung von ihnen mit verschiedenen maximale Spannung getestet (3, 0V bis 4, 2V) und durch die Messung des Ladezustandes somit erhalten (SOC %). Die Ergebnisse für die verschiedenen Marken sind sehr nahe beieinander und ich hier vertreten eine mittlere Kurve.

Was können wir aus diesem Experiment für eine Batterie von schließen. 12 Volt (4 Zellen in Serie) :

• 13,2 Volt (3,3 Volt pro Zelle) ist nicht genug, um den Akku aufzuladen
• 13,6 Volt (3,4 Volt pro Zelle) reicht der Akku bei rund um 100% SOC
• Eine Spannung von mehr als 13,8 Volt (3,45 Volt pro Zelle) wird auf jeden Fall den Akku schneller laden, aber reicht es überschreiben.
• A 0,1 Volt fast aus der Unterlast gehen die Überlastung einer Zelle. Es ist daher unrealistisch zu wollen, um den Aufwand Anpassung Spannung zu vermeiden, und gleichzeitig eine enge laden 100% SOC.

Bis der Akku erreicht 90-95% die Spannung einer Lithium-Zelle variiert sehr wenig und es absorbiert alle macht, dass wir ihn zur Verfügung gestellt.

Batterie-Winston: Kurven der aktuellen Ladung konstant

Gewusst wie: einen Lithium-Akku laden :

Es wird eine Gebühr in zwei Phasen :

1. Konstantstrom (CC) : Wir begrenzen den Strom auf 0, 3 c oder weniger, dann, dass der Druck sehr langsam bis zu den definierten maximalen Spannung erhöht (zwischen 13,8 Volt 14,0 Volt)
2. Konstante Spannung (CV) : die Spannung ist fixiert (13,8 Volt) und der Strom sinkt rasch - der Akku ist voll (100% SOC) Wenn der Strom fällt unter 0, 025 C.

Die meisten Support-Systeme, die wir auf unseren Yachten haben wir zulassen, dass uns dieser Idealfall nähern :

• Der maximale Strom wird definiert durch die Spezifikation des Ladegeräts / Regler
• Sie ermöglichen es, die maximale Spannung zu begrenzen
• Aber im Allgemeinen gibt es keine Option, um die Last entsprechend der Reststrom zu stoppen

Ist- Welche Akku erreicht 100% SOC, wenn ich nicht bis 13, 8V aufladen ?

Rod Collins (HTTPS://marinehowto.com), ein Spezialist Elektroingenieur Marine, installiert und testet für viele Jahre Lithium-Batterien, regelmäßig Prüfungen der Kapazität auf eine Flotte von Batterie Lithium 400Ah (Winston). Eine Raumtemperatur von 25 ° C lädt es den Akku am 13, 8V und Halt die Last fällt der Strom bis 10A (0,025C). Es misst die Zeit der Entladung der Batterie mit einem Konstantstrom von 30A und stoppt, wenn die Spannung 11, 2V erreicht (2,8V pro Zelle). Die Kapazität ist die Zeit der Entlastung x 30A.

Nach 550 Zyklen, die die Batterie 419Ah bietet !! nicht schlecht für eine Batterie von 400Ah…

Also, wenn die Batterie mehr als seine Nennleistung bis zu laden um 13, 8V liefern kann, Warum gilt eine höhere Spannung und die Gefahr einer Beschädigung ?

Die Batterien müssen nicht an aufgeladen werden 100% für gut - bevorzugen sie zwischen 50 und 60% SOC. Ich berechne meine Batterie lithium 100% SOC etwa einmal alle sechs Wochen um die Kalibrierung des Akkus überprüfen überwachen und steuern die Cell-balancing.

Vorkehrungen treffen, um mit den vorhandenen Geräten getroffen werden

Die Last in drei Phasen

Die meisten Ladegeräte und Regulatoren sind so programmiert, eine Batterie in drei Phasen :

1. Konstantstrom (Bulk) : der maximale Strom ist versorgt, bis die Spannung einen bestimmten Wert erreicht (größte Spannung)
2. Konstante Spannung (Absorption) : Die Spannung ist fixiert (Absorptionsspannung) Während der aktuelle Rückgang ist allmählich - die Dauer dieser Phase oft rechtzeitig behoben
3. Spannung von unterhält (Float) : eine niedrigere Spannung anliegt, die Batterie aufgeladen zu halten

Zwei vor uns stehenden Herausforderungen : Gewusst wie: beenden die Aufnahme-Phase bis die Überladung der Batterie, und wie die Phase Float zu beseitigen.

-> Stoppen der Aufnahme-phase :

Wann ist mein Akku in Ihrer Nähe 100% SOC, Ich beobachte genau die Spannung und Strom. Mit einem Ladestrom 80A bis 100A, Sobald die Spannung erreicht 13,8 Volt und, dass der Regler hält, die aktuelle fallen sehr schnell um zu unterqueren die 0, 025C in 30 Minuten. Wenn der Laststrom niedriger ist (Solar-panels), Es ist fast auf 0, 025C erreicht die Spannung 13,8 Volt.

Halten Sie die Spannung 13,8 Volt (oder mehr) Sobald die Ladung abgeschlossen ist kann der Akku beschädigt..

Legen Sie die maximale Länge der Phase der Absorption der Ladegeräte und Regulierungsbehörden.

• Für Hochstrom-Ladegerät, die Aufnahme-Phase bis hin zu begrenzen 30 Minuten
• Für niedrige aktuelle Ladegeräte, Begrenzung der Aufnahme Phase zwischen 0 und 15 Minuten

-> Entfernung von der Phase Float :

Es ist in der Regel nicht möglich, diese Phase zu beseitigen. Der Weg, um dieses Problem soll die Ladeerhaltungsspannung niedrig genug, um eine Überlastung der Batterie zu vermeiden.

Wie oben gesehen, eine Spannung von 13,2 Volt (3,3V pro Zelle) Batterie wird nicht aufgeladen werden.. Also diese Spannung, Wenn über einen längeren Zeitraum angewendet, sollten Sie sicher, dass den Akku nicht überladen werden.

Passen Sie die Spannung schweben Ladegeräte und Regulierungsbehörden 13,2 Volt

"Preset"Lithium"einige Ladegeräte

Einige Ladegeräte haben eine Option, um die Lithium-Batterien laden. Oft Spannungen preset für diese Option sind zu hoch. Profil "Lithium" einer großen Marke Ladegerät hat eine Spannung von Absorption von 14, 6V und Spannung schweben vom 14, 4V!!! Glücklicherweise sind diese Spannungen auch programmierbar. So überprüfen Sie die Spannungen für die Option "Lithium" Ihre Ladegeräte und Regulierungsbehörden.

Soll die Lastspannung Bulk/Aufnahme 13,8 Volt

Messen Sie die Spannung der Batterie

Viele Verlader und Regulatoren (Wenn nicht die meisten) Messen Sie die Spannung der Batterie auf das Niveau der Kabel, die an die Batterie anschließen. Da ein Spannungsabfall in den Leitungen und Verbindungen zwischen Akku und Ladegerät besteht, die Spannung an den Klemmen der Batterie ist niedriger als die Spannung gesteuert-Ladegerät.

Beispiel :

Ein 50 mm2 Kabel (AWG 1/0) Kupfer hat einen Widerstand von 300 mOhm pro Kilometer

Jede gut gemacht und nicht oxidierte Verbindung hat einen Widerstand von der Reihenfolge der 0,02 mOhm

Mit 14 Meter (2 x 7 m) Kabel 50 mm 2 zwischen Ladegerät und den Akku und ein paar Beschläge (Batterie-Ösen, Cut-out, Sicherung, Shunt, Magnetventil, Bus…) der Gesamtwiderstand der Schaltung zwischen Ladegerät und Akku ist von der Reihenfolge der 4,5 mOhm.

Mit einem Ladestrom von 100 A, der Rückgang der Spannung zwischen Ladegerät und den Akku ist 0,45 Volt. Unter diesen Bedingungen, Wenn das Ladegerät bei 13, 8V steuert, die Spannung wird nur 13, 35V an den Klemmen der Batterie sein. (3, 34V von Zelle)… NICHT GENUG, UM DEN AKKU AUFZULADEN.

Eine gute Idee wäre, die Spannung des Kontrollstreifens Ladegerät zu erhöhen, entweder, im obigen Beispiel, um 14 Uhr, 25V, 13, 8V Akku zu haben. Es ist gut, wenn der Strom 100 ist ein., aber wenn er fällt, 20, der Spannungsabfall ist nur 0, 1V und treffen sich mit 14, 15 V an den Klemmen der Batterie !

Die Lösung ist, haben Verlader und Regulierungsbehörden, die eine externe Spannung-Sonde. Diese Sonde direkt an die Batterie angeschlossen ist und nicht weiß - so messen Sie die Spannung der Batterie ohne Spannungsabfall.

Ladegeräte und Regulierungsbehörden, die mit einer externen Spannung Sonde ausgestattet sind, die nicht die Macht zu beschaffen.

Auf TAO, Victron MPPT-Solarregler 150/70 hat keine Fremdspannung Sonde und durch Anpassung der Spannung der Absorption bei 13, 8V, Er wechselt zur Absorption, dann schweben Sie, bis der Akku voll ist. Ich versöhnt die Solarregler-Batterie, den Abschnitt der Kabel, verbindet es mit der Batterie und legen Sie die absorptionsspannung auf 14, 0V - schaltet der Regler auf Aufnahme-Modus, wenn der Akku voll ist und es keine peinlichen Anstieg auf der Ebene der Batterie gibt, erhöht.

Temperatur-Kompensation

Eine Lithiumbatterie aufladen könnte es ist unnötig und schädlich für die Belastungsparameter abhängig von der Temperatur zu kompensieren.

Entfernen Sie die Sonden der Ladegeräte und Regulierungsbehörden zu und/oder passen Sie die Temperatur-Kompensation 0 mV / ° C

Oft, entsprechen Ladegeräte und Regulierungsbehörden, die, denen wir an Bord haben, diese Empfehlungen nicht. Sie die damit verbundenen Risiken zu bewerten und Ihre Verantwortung zu übernehmen…

Ein paar ganz einfache Änderungen können verwendet werden, um die Einschränkungen unserer Regler umgehen (wie ich mit meinem Solarregler) ohne Gefährdung der Gesundheit der Lithium Batterie.

Aber wenn Ihre vorhandenen Systeme nicht gestatten, die Parameter der Spannung zu programmieren, Zeit und Temperatur-Kompensation, die beste Wahl ist, zu ersetzen. Achten Sie darauf, dass der neue Lader / Regulierungsbehörden verfügen über eine externe Spannung-Sonde, die nicht die macht, und lassen Sie alle ihre Parameter programmieren.

Lichtmaschine

Vielleicht haben Sie bemerkt, dass die 80A Lichtmaschine ausgestattet wie Standard auf der Engine von Ihrer Yacht für die meiste Zeit einen Strom von weniger als 40A bietet ? Dies ist der starke Innenwiderstand einer Blei-Säure-Batterie… zur gleichen Zeit wie die Akku-Ladung erhöht. Obwohl eine Lichtmaschine 80A funktioniert praktisch nie unter Volllast - aber meist weniger als 50% Kapazität. Serie Generatoren sind in der Regel für diese Betriebsart konzipiert..

Wenn diese gleichen Lichtmaschine mit einer Lithium-Batterie verbunden ist (Wer hat eine niederohmige interne), der Ladestrom wird nur durch die Kapazität des Generators begrenzt werden. Es bietet daher die macht, die er aufbringen kann, wenn praktisch bei Volllast betrieben, bis der Akku voll ist. Super ! Sie sagen… aber das Problem ist, dass keine Lichtmaschine-Serie bei voller Belastung über einen längeren Zeitraum betreiben soll. Es wird erhitzen und schließlich den Geist aufgeben.

Die nur brennen nicht seine Lichtmaschine in der Lage löst, den maximalen Strom zu begrenzen, die es bietet und so unter Volllast arbeiten. Dies erfordert einen externen Regler.

Der externe Regler müssen eine Fremdspannung Sonde und alle vom Benutzer programmierbare Parameter :

• bulk-Spannungen, Absorption und float
• Dauer der einzelnen Phasen der Belastung
• Begrenzung der maximalen Ladestrom
• Abhängig von der Temperatur der Lichtmaschine Strombegrenzung

Generatoren für TAO :

Leider gibt es nicht viel Auswahl… auch habe ich festgestellt, dass einen einzigen Lieferant mit angepasste Ausrüstung : Balmar

Wenn Sie andere kennen, Lass es mich wissen.

Also, für TAO ich habe die Wahl anzubringen Lichtmaschinen Balmar 6-Serie von 100 in direkter Ersatz von 80 A montiert in Reihe an den Yanmar-Motoren. Diese Generatoren sind mit einem doppelten Ventilator Abkühlen ausgestattet und sollen ständig hoch einen Strom bei niedriger Drehzahl (Was ist die Geschwindigkeit der Kreuzfahrt auf einem Segelboot).

Jeder Generator wird angetrieben von einem externen Regler Balmar "MC-614", die die oben genannten Kriterien erfüllt. Darüber hinaus installierte ich eine Balmar 'Centerfielder II' Fall, dass, Wenn beide Motoren laufen, synchronisiert die Generatoren für maximale Effizienz.

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