Сообщений в теме: 3162

[nvc]

То есть у вас есть нормальный 100А амперметр (калиброванный)?

 

Свидетели ЛитийФеррума  в точных приборах не нуждаются

[sergvg]

Написал статью в "многотиражку".

 

Провел эксперимент по эксплуатации литийжелезофосфатных аккумуляторов (LiFePo4) на яхте без БМС и балансиров. Результаты эксперимента ставят под сомнение целую индустрию ненужных компонентов для лифера.

Что такое литийжелезофосфат (лифер), применительно к 12В системе? Это 4 ячейки, абсолютно герметичные, необслуживаемые, соединяемые последовательно. При этом они не возгораются, как литийионные, поэтому их можно безопасно применять на парусных яхтах, например. Еще огромный плюс лифера - возможность использования 100% емкости без деградации аккумулятора и зарядка токами 1С. И вес в 3 раза ниже за доступный амперчас, по сравнению со свинцовыми. Считается, что максимальное напряжение у каждой ячейки - 3,65В. Итого на клеммах получаем 14,6В. Проблема лифера в том, что он не выносит перезаряд - ячейка выходит из строя, при превышении 3,65В, раздувается. Ячейки неидеальны, сопротивление их может отличаться, поэтому они могут заряжаться неравномерно. Поэтому, ограничить зарядное напряжение 14,6В - недостаточно. Например, 3 ячейки могут иметь напряжение 3,5В, а четвертая - 4.1В, что ведет к ее выходу из строя, и сам аккумулятор перестает выдавать 12В. Есть такой термин - разбег ячеек. Для предотвращения этого, придумали подключать лифер через плату BMS, которая соединяется с каждой ячейкой и контролирует напряжение каждой ячейки. При превышении - отключает ячейку, чтобы она не перезарядилась. Более продвинутые пользователи используют активные или пассивные дополнительные внешние балансиры, которые позволяют осуществлять балансировку с бОльшей эффективностью. Т.е. считается, что чтобы эксплуатировать лифер, нужно обязать его электротехническими устройствами, которые мало того, что потребляют электроэнергию и стоят денег, еще и могут отключить аккумулятор и выйти из строя, поскольку сильно снижают надежность системы электропитания. Еще до того, как купить себе лифер, я просмотрел много роликов на ютубе с зарядными и разрядными тестами лифера. И во мне уже тогда зародилось сомнение в необходимости электронного ошейника для лифера. Заказал себе на алиэкспрессе 4 ячейки 100Ач LiFePo4 за 12500 руб. и начал эксперименты по его заряду и разряду. Оказалось, что мои теоретические сомнения имеют под собой практическое основание. Между напряжением на ячейке 3,4В и 3,65В - мизерная емкость. Основной заряд лифер принимает до 3.4В на ячейку. Так нарисовано на всех графиках по лиферу. На практике оказалось, что 100% заряженный лифер с напряжением 14,6В, подключенный к нагрузке, сразу выдает 13,4В (это 3.35В на каждую ячейку). И при отключении нагрузки - тоже. Т.е. 100% емкости - это 3.4В на ячейку, а не 3,65В. Разрядный тест полностью подтвердил это. Я подключил нагрузку в виде лампочки с током 6А, кулонометр и за 16 с половиной часов выкачал из 100Ач аккумулятора 100Ач. Напряжение при этом было 12В и аккумулятор продолжал отдавать ток! Далее я подключил зарядное устройство 10А и через 10 часов кулонометр показал, что через него прошло опять 100Ач. Далее я начал экспериментировать с напряжением. Оказалось, что до напряжения 13.6В (3.4В на ячейке), никакого разбега ячеек не происходит без всяких БМС и балансиров. Все они имеют одинаковое напряжение, 3.4В. Если повышать напряжение заряда дальше, то сначала начинается разбег в сотых - 3,43, 3,44, 3,45В, а после 14В некоторые ячейки уже и в десятых долях вольта убегают. А мы помним, что для них это критично.

Закончил домашние эксперименты и весной установил аккумулятор на яхту. Прошлый год я отходил с одним чемоданчиком LiFePo4 на 75Ач, в котором стояла БМС. В этом году в параллель поставил 100Ач без всяких БМС и балансиров. Контроллер солнечной панели у меня выдает 13,6В, с ним проблем не возникло. А вот генератор двигателя мало того, что 14.5В выдает в максимуме, что губительно для лифера без БМС, так еще и начал выдавать свой максимальный паспортный ток 60А и разогреваться до 150 градусов за 2 минуты работы на оборотах больше 1000. Пришлось поставить внешний регулятор напряжения трехпозиционный: 13.6, 14,2, 14.6В. Минимум - как раз безопасное напряжение для незащищенного лифера. (ток при этом упал до 9-20А, генератор не греется) Что могу сказать за 1200 км похода, преимущественно под мотором. Если ограничить напряжение заряда 13.6В, то никакие дополнительные электронные защитные компоненты от перезаряда лиферу не нужны. Можно использовать голые ячейки, как обычный свинцовый аккумулятор. От перезаряда защищает максимальное напряжение заряда, а от переразряда ниже нуля - контроль капитана. До нуля не рекомендую разряжать, лучше хотя бы 10% оставлять. Тем более, что цена лифера упала в 2 раза - он уже дешевле, чем свинец. А уж насколько легче и приятнее в эксплуатации...

На яхте у меня стоит Battery monitor BER Matrix. Согласно его показаниям, аккумуляторы у меня заряжаются до 100%, при напряжении 13,6В. В Весьегонске после 3 дней стоянки остаточная емкость в аккумуляторах была 20Ач (из 175Ач)., напряжение 12,6В. Двигатель завелся без напряга.

 

 

 

 

 

 

Нравится

 

 

 

Комментировать

 

 

Поделиться

 

 

[nvc]

За написанное - спасибо!

Есть возражения и сомнения, постепенно буду возражать

Сразу времени увы нет.

 

P.S. Попрошу не обижаться на "приколы" выше. а если таковое вдруг произошло, то извините.

Обидеть никого не желаю, но как уже не раз писал - информация должна быть всякого рода.

 

Вот в таком ключе как Ваш написанный пост - вполне всё воспринимается нормально и адекватно, но нужны контраргументы и критика (здоровая) каковая и будет.

[Kirilius83]

 

 Считается, что максимальное напряжение у каждой ячейки - 3,65В. Итого на клеммах получаем 14,6В. Проблема лифера в том, что он не выносит перезаряд - ячейка выходит из строя, при превышении 3,65В, раздувается. Ячейки неидеальны, сопротивление их может отличаться, поэтому они могут заряжаться неравномерно. Поэтому, ограничить зарядное напряжение 14,6В - недостаточно. 


Оказалось, что до напряжения 13.6В (3.4В на ячейке), никакого разбега ячеек не происходит без всяких БМС и балансиров. Все они имеют одинаковое напряжение, 3.4В. Если повышать напряжение заряда дальше, то сначала начинается разбег в сотых - 3,43, 3,44, 3,45В, а после 14В некоторые ячейки уже и в десятых долях вольта убегают. 

 

Комментирую:

1. Вы мешаете в кучу напряжение батареи и напряжение зарядки. Это две разны вещи! 14,6В - это у вас напряжение батареи, но это не значит что и генератор должен выдавать не более 14,6В. Мне попадались данные про 4,2В на ячейку - что дает 16,8В зарядного напряжения. И насколько я понял - именно при таком напряжении аккум полностью зарядится и будет выдавать свои 14,6В. Не могу сказать какие цифры конкретно у вашего аккумулятора (может там другие максимальные напряжения заряда), но вполне логично что напряжение зарядки и должно быть выше напряжения аккумулятора, при равном напряжении  - зарядка может и не пойти вовсе.

В общем-то вы так дальше и пишете - заряжали 14,6В, аккум сразу стал выдавать 13,4В (если я правильно вас понял), т.е. вы его зарядили до 3,35В на ячейку в место 3,6В. Я не говорю что это плохо - я просто указываю на факты.
 

2. Если посмотреть на типичный график разряда батареи - то по середине емкости батареи линия напряжений очень пологая. Т.е. при заметном изменении емкости батареи - напряжение практически не меняется. Соответственно даже если у ячеек будет заметный разбег по емкости - то напряжение будет у них практически одинаковое. Т.е. напряжение тут о степени разрежённости ячейки говорит очень мало, и как мне кажется, не может служить достаточно надежным средством контроля. Хотя могу и ошибаться.
Другое дело крайние участки кривой - вот там резкий перегиб, и там напряжение ячейки меняется уже заметно. Но это означает что более точный замер разбега ячеек возможно только у либо почти полностью заряженного, либо у почти полностью разряженного аккумулятора.  Тогда выходит, что разбег надо мерить либо в районе 3,6В, либо в районе 2,8..3В? 
А вот на что будет влиять разбег ячеек по емкости при почти одинаковом напряжении - я понятия не имею. Будет там между ними протекать ток и какой - вопрос.  Или там разбег критичен только в крайних точках заряда, у заряженного или разряженного аккума, когда напруга сильнее скачет?

 

 

ЗЫ Так же, то что вы в него вбили 100Ач, а потом сняли те же 100Ач - хорошо, но это ни сколько не говорит о его действительной емкости, лишь о том что он не менее 100 Ач.

Может он изначально был вообще 200Ач, да емкость упала до 150 Ач, а продали как 100 Ач? Или изначально производили как 200Ач, но ячейки вышли кривыми и не получилось столько емкости, вот и сбагрили подешевше? 

[SharkRocks]

_

[John Zaitsev]

 Заказал себе на алиэкспрессе 4 ячейки 100Ач LiFePo4 за 12500 руб. и начал эксперименты по его заряду и разряду. Оказалось, что мои теоретические сомнения имеют под собой практическое основание. Между напряжением на ячейке 3,4В и 3,65В - мизерная емкость. 

Репку за труды... 

Не хватает ссылки на продавца проверенной батарейки.

От себя скажу: двигатель, особенно дизель - не лучшее место для РН. Поверьте - внутри него есть чему отвалиться от вибрации.

[nvc]

Тут дело в даже не в головной боли, хотя этот факт имеет место быть.
А дело в неодинаковости Rвн ячеек, причем не просто в неодинаковости, а в том, что это Rвн постоянно меняется у них и каждой по своему.
И рано или поздно одна из ячеек, а то и не одна, начнет перезаряжаться даже при 13.6 вольта на 4S батарею. Ибо падение напряжения на ней будет больше.
Просто исходя из закона Ома.
И вот тут нужна БМС которая отследит это дело. Но еще впереди нужен балансир который не даст этой ячейке "выстрелить" выше 3.65V
БМС это уже last resort, последняя надежда так сказать. Ну и средство раннего контроля.

[John Zaitsev]

Опять же... если опять обратиться к Али... у распространённых там балансиров ток балансировки 50 мА. Это ж маловато будет... Возможно, этот вопрос здесь ранее обсуждался. 

И как работают эти балансиры, если не могут отбалансировать ячейку - отключают заряд у всей батареи?

[alexk61]

 

Написал статью в "многотиражку".

 

Вы ошибаетесь и вводите в заблуждение других. В теме уже 100500 раз писали, в том числе и я, что разбег начинается после определенного количества циклов. У меня получилось 12-14 циклов. И это - в лабораторных условиях. Можно, конечно без БМС и балансиров, но надо периодически балансировать вручную тогда. Если у вас 10 циклов за сезон - раз в сезон. Вполне приемлемо, если ячейки легко доступны для балансировки. Неприемлемо, если все в герметичном ящике запаяном. Это, все же, азы

[SharkRocks]

_ 

[sergvg]

Вы ошибаетесь и вводите в заблуждение других. В теме уже 100500 раз писали, в том числе и я, что разбег начинается после определенного количества циклов. У меня получилось 12-14 циклов. И это - в лабораторных условиях. Можно, конечно без БМС и балансиров, но надо периодически балансировать вручную тогда. Если у вас 10 циклов за сезон - раз в сезон. Вполне приемлемо, если ячейки легко доступны для балансировки. Неприемлемо, если все в герметичном ящике запаяном. Это, все же, азы

Это вы вводите в заблуждение. Разбег начинается мгновенно, в сотых, при превышении напряжения 13,8В. Я же об этом писал и проверял. А свыше 14В - уже в десятых вольта. Сколько они у меня без разбега проработают - посмотрим. Эксперимент же продолжается. 

 

Что такое цикл? Сколько циклов получается у меня в сезон? В этом году я только однажды разрядил батарею до остатка 10% емкости. Получается, что только 1 цикл? Тогда у меня они начнут разбегаться через 10 лет? Меня устраивает.

Где вы видели лифер в запаянном ящике и зачем его туда упаковывать?  

[sergvg]

ЗЫ Так же, то что вы в него вбили 100Ач, а потом сняли те же 100Ач - хорошо, но это ни сколько не говорит о его действительной емкости, лишь о том что он не менее 100 Ач.

Разве я заявлял цель определить действительную емкость аккумулятора? Я купил аккумулятор с заявленной емкостью 100Ач. Зарядил его до 3.4В на ячейку и снял с него 100Ач. Напряжение на ячейке стало 3В. Значит мой аккумулятор от 3В до 3.4В вмещает 100Ач. Без всяких дополнительных электронных приблуд. Меня это вполне устраивает. Единственный минус такого снижения напряжения - низкие токи зарядки. Решается либо дополнительными солнечными панелями, чтобы выровнять энергобаланс, либо заменой генератора на более мощный. Замена генератора предпочтительнее. Если он сможет выдавать ток 50-60А без перегрева, при напряжении 13,6В, это будет супер. Чтобы получить ток 50А с солнечных панелей, нужно их киловатт установить! И то, только в полдень.  

Зимой привезу домой аккумуляторы и еще раз их протестирую. 

[Kirilius83]

Дело в том, что поскольку не известна изначальная реальная емкость аккума - невозможно говорить о его деградации. 

Точнее о недеградации в данном случае. 

Сообщение отредактировал Kirilius83: 04 августа 2021 - 23:51

[alexk61]

Это вы вводите в заблуждение. Разбег начинается мгновенно, в сотых, при превышении напряжения 13,8В. Я же об этом писал и проверял. А свыше 14В - уже в десятых вольта. Сколько они у меня без разбега проработают - посмотрим. Эксперимент же продолжается. 

 

Что такое цикл? Сколько циклов получается у меня в сезон? В этом году я только однажды разрядил батарею до остатка 10% емкости. Получается, что только 1 цикл? Тогда у меня они начнут разбегаться через 10 лет? Меня устраивает.

Где вы видели лифер в запаянном ящике и зачем его туда упаковывать?

Вы странные вопросы задаете. Цикл - плюс С - минус С. или десять раз по плюс-минус 0,1 С. Посчитайте сами, сколько у Вас получилось. А упаковывать есть любители. Даже здесь, если не ошибаюсь.

[SharkRocks]

_ 

[Kirilius83]

Т.е. по факту выходит, литий так же как и свинец, желательно гонять не на 100%, а на 60%?  

[SharkRocks]

_ 

[Pashka79]

Я попробую объяснить ещё раз если смогу .Есть напряжение заряда есть номинальное напряжение есть минимально допустимое напряжение .Для литий иона все очень просто заряжен 4.2в-4.1в,

разряжен 3в и ниже (есть ячейки до 2.5в).

Литий железо напряжение зарядки 3.65В -3.7В (есть ещё пару извращений как 4.3в но мы не о них) номинальное напряжение 3.2В ,минимум 2.5В абсолютный минимум 2В.Проблемма или особенность литий железа в том что состояние элемента понять невозможно 2а элемента без нагрузки один 100% заряжен ,один полностью разряжен будут давать примерно одинаковое напряжение 3.3в-3.2в.Для того что бы понять в каком состоянии элемент и надо или разряжать до плеча разряда (тогда ячейки и разбегаются ) или заряжать до плеча разряда, опять же ячейки разбегаются. Если заряжать с ограничением CC-CV, что и делают в упрощении большинство зарядников ,то есть если мы ограничиваем напряжение до 13.4В (3.35В на ячейку )примерно 80-75% ёмкости напряжение на ячейках мгновенно прыгает до этого уровня и ток начинает падать .время зарядки очень долгое . 13.6В  (3.4В на ячейку )примерно 90-92% ёмкости напряжение на ячейках довольно быстро  доходит до  до этого уровня и ток начинает падать .время зарядки тоже долгое .14.4В-14.6В  (3.6В-3.65В на ячейку )100% ёмкости напряжение на ячейках довольно быстро  доходит до 3.4В ячейки заряжаются максимальным током ,что может дать наш зарядник .В конце заряда надо контролировать ,что одна из ячеек не выскочит выше разрешённого напряжения (или серьёзные активные или пассивные балансиры которые могут выровнять ячейки или БМС которая отключит фет заряда или их симбиоз ).

А на разряд у меня на лодке отлично работают все приборы и холодильник и морозилка и инвертор до 10.8В на них .Инвертор до 10.5В электроника то же .

ниже 12В есть еще энергия примерно 10%-15% так почему её не использовать . И в нижней точке опять же можно выловить проблемные элементы.

На вопрос ,что такое цикл разряда .Если примерно вы разрядили ваш элемент на 85% и больше это цикл разряда , но у разных производителей циклы считаються по разному кто то на разряд ,кто то на заряд.

скопировал свой пост из соседней темы.

[Pashka79]

Замена генератора на более мощный не поможет, при настройке на 13.6В,но вы попробуйте.

[утлюк]

  Имеется несколько вопросов к специалистам по литиевым батареям. Где ещё, как не в этой ветке, им место?

Итак.

Пользовался на лодке несколько лет "ядрёным чемоданчиком", в котором были спрятаны парочка кислотных, гелевых аккумуляторов, контроллер заряда от СБ, и прочая начинка в виде вольтамперметров, выключателей и т.п. Но ничто не вечно под луной....  Аккумуляторы, один за другим, приказали долго жить, а поскольку тема "перевооружения" лодок на литий конкретно "забурлила", решил бросить взгляд в его сторону.

Чемоданчик у меня запитывался от СБ, и снабжал потребителей на лодке, 12-ю вольтами. Однако, подавляющее большинство из них, это различная мелкоэлектроника, от смартфона до видеокамер, благополучно "кушает" 5 вольт. Остаётся освещение в виде куска LED ленты на 12 в, но не проблема сменить его на такой же, но пятивольтовый, или воспользоваться иным источником света.

Исходя из оценки обстановки, принял решение перейти на 5 вольт. Приглянулись литий полимерные аккумуляторы. Совать их в старый "бурдюк" смысла не было, тем более, что Али предлагает достаточно вариантов. Выбрал вот такой:

Аккумуляторы подбирал по размеру корпуса.

Для начала впихнул парочку, но место ещё осталось, не только для одного их сородича, но и для четверых молодцев размера 18650.

Чтобы запитывать новый "ядрёный ящичек" (ЯЯ) от солнечной батареи, между ней и ЯЯ поставил парочку преобразователей. Один из них - модуль 

MPPT контроллера для заряда одной ячейки 4,2v (CN3791), и второй - зарядный модуль с регулировкой по выходному току и напряжению (XL4015 5A ).

Их поместил в коробочку/переходник (с одной стороны вход от СБ, с другой - выходы usb):

Пробовал заряжать ЯЯ от стационарного источника (12v или 5v), а также от СБ. Всё работает штатно. Заряд принимает и отдаёт.

Если пройдет испытание временем, планирую заполнить пустоты в корпусе ещё одним LiPo и 4х18650.

В чем, собственно, проблемы?

Пока что их нет, но есть вопросы:

- что не так, или не совсем так? 

- какие подводные камни торчат по фарватеру?

- не загорится ли всё это ясным пламенем, как обычно стращают неофитов в сети?

 

 

 

 

 

[tedbeer]

  Чемоданчик у меня запитывался от СБ, и снабжал потребителей на лодке, 12-ю вольтами. Однако, подавляющее большинство из них, это различная мелкоэлектроника, от смартфона до видеокамер, благополучно "кушает" 5 вольт.

Имхо 12В более универсальное напряжение. Для 5в электроники можно поставить  автомобильные преобразователи. Суть в том что имея 12В(лучше 24В) на входе они смогут поддерживать быстрые протоколы зарядки, которым требуется повышенное напряжение (ноутбуки просят вообще 20В) Можно использовать походный кофейный аппарат, который от 5 вольт только помпу может гонять, а от 12В может и сам водичку вскипятить.

[утлюк]

Имхо 12В более универсальное напряжение. 

 

Ни в коем случае не отвергаю тезис большей универсальности 12 v. 

Лодка у меня больно маленькая. Практика свидетельствует, что ей и 5v достаточно. Смарты-марты и освещение. На большее площади для СБ не хватит.

Была бы лодка побольше, уже бы 40-ваттный компрессорный холодильник вкорячил. Ну и, кофеварку....

[syoma]

В чем, собственно, проблемы?

 

Пока что их нет, но есть вопросы:

- что не так, или не совсем так? 

- какие подводные камни торчат по фарватеру?

- не загорится ли всё это ясным пламенем, как обычно стращают неофитов в сети?

Так а какая общая емкость в Вт*часах?

[sergvg]

Замена генератора на более мощный не поможет, при настройке на 13.6В,но вы попробуйте.

Почему не поможет? В чем не поможет? Я не получу 20-40% его максимального тока, при замене регулятора? Именно это - цель. 

 

 

 

Если использовать литий в диапазоне 10% - 90% то вы получите больше циклов чем при использовании в диапазоне 20% - 100%. 

 

Т.е. если мы ограничиваем напряжение 13.6в, то еще и срок жизни аккумулятора увеличиваем? Очень хорошо.

Сообщение отредактировал sergvg: 06 августа 2021 - 17:43

[утлюк]

Так а какая общая емкость в Вт*часах?

Батареи заявлены по 12000Ач. Соединены параллельно, итого 24000Ач.

Калькулятор выдает, что при 4 вольтах на батареях, в имеющиеся на данный момент две штуки, влезет 48000 Втч.

Столько же можно ещё впихнуть в этот коробок. Тогда будет 96000 Втч, что, примерно,равно запасу энергии в гелевом акк. 12v 8Ач.

PS:Пардон! Все, что Ач, следует считать mAh.

Сообщение отредактировал утлюк: 06 августа 2021 - 17:48