LiFePO4 ve Lityum İyon

2020-08-03 06:45

LiFePO4

Bireysel LiFePO4 hücreler yaklaşık 3,2V veya 3,3V nominal gerilime sahiptir. Bir lityum demir fosfat pil paketi oluşturmak için seri halinde birden fazla hücre (genellikle 4) kullanıyoruz.

• Seri olarak dört lityum demir fosfat hücresi kullanmak, bize dolu olduğunda yaklaşık ~ 12,8-14,2 voltluk paket verir. Bu, geleneksel bir kurşun asit veya AGM aküye en yakın bulacağımız şey.
• Lityum demir fosfat hücreleri, ağırlığın bir kısmında kurşun asitten daha fazla hücre yoğunluğuna sahiptir.
• Lityum demir fosfat hücreleri, lityum iyonundan daha az hücre yoğunluğuna sahiptir. Bu, onları daha az uçucu, daha güvenli hale getirir ve AGM paketleri için neredeyse bire bir yedek sunar.
• Lityum iyon hücrelerle aynı yoğunluğa ulaşmak için, kapasitelerini artırmak için lityum demir fosfat hücrelerini paralel olarak istiflememiz gerekir. Dolayısıyla, bir lityum iyon hücresiyle aynı kapasiteye sahip lityum demir fosfat pil paketleri, aynı kapasiteyi elde etmek için paralel olarak daha fazla hücre gerektirdiğinden daha büyük olacaktır.
• Lityum demir fosfat hücreleri, lityum iyon hücrelerinin asla +60 Celsius üzerinde kullanılmaması gereken yüksek sıcaklıklı ortamlarda kullanılabilir.
• Bir Lityum demir fosfat pilin tipik tahmini ömrü, 10 yıla kadar 1500-2000 şarj döngüsüdür.
• Tipik olarak bir lityum demir fosfat paketi şarjını 350 gün tutacaktır.
• lityum demir fosfat piller, kurşun asit pillerin dört katı (4x) kapasitesine sahiptir.

Lityum iyon

Bireysel Lityum iyon hücreler genellikle 3,6V veya 3,7 voltluk bir nominal gerilime sahiptir. ~ 12 voltluk bir lityum iyon pil paketi oluşturmak için seri olarak birden fazla hücre (genellikle 3) kullanıyoruz.

• 12v güç bankası için lityum iyon pilleri kullanmak için, 12,6 voltluk bir paket elde etmek için bunları 3 seri halinde yerleştiriyoruz. Bu, lityum iyon hücreleri kullanarak kapalı bir kurşun asit pilin nominal voltajına en yakın olanıdır.
• Lityum iyon hücreleri, yukarıda bahsettiğimiz lityum demir fosfattan daha yüksek hücre yoğunluğuna sahiptir. Bu, istenen kapasite için daha azını kullandığımız anlamına gelir. Daha yüksek hücre yoğunluğu, daha yüksek uçuculuk pahasına gelir.
• Lityum demir fosfatta olduğu gibi, paketlerimizin kapasitesini artırmak için Lityum iyon hücreleri de paralel olarak istifleyebiliriz.
• Bir Lityum İyon pilin tipik tahmini ömrü iki ila üç yıl veya 300 ila 500 şarj döngüsüdür.
• Tipik olarak bir Lityum-İyon paketi şarjını 300 gün tutacaktır.

Paket Gerilimleri

Bu bölümü Facebook takipçilerimizden birinin geri bildirimlerine göre ekleyeceğim.
Lityum iyon pil takımları için seri olarak 3 hücre kullanmamızın nedeni voltajdır. Bir 4S lityum iyon paketi dolduğunda çok yüksek voltaja (~ 16,8 v) sahiptir. Buna karşılık, 3s lityum iyon paketinin düşük tarafının voltaj eğrisinin sonunda sağlayabileceğinden daha fazla voltaj gerektiren bazı radyolar vardır. Hala bir 4S lityum iyon paketi kullanmak istiyorsak, voltaj çıkışını yönetmek için bir DC DC regülatörü entegre etmemiz gerekir. Veya ikinci paragrafta da bahsettiğim gibi, 14.2-14.4v tam şarjlı lityum demir fosfat hücreleri de kullanabiliriz. Bu, çoğu radyo için mükemmeldir, ancak radyonuz için voltaj gereksinimlerini okuyun.

Doluyor

lityum demir fosfat + lityum iyon hücrelerinin şarj edilmesi çok benzerdir. Her ikisi de şarj için sabit akım ve ardından sabit voltaj kullanır. Kanaldaki DIY pil paketlerinden birinden bahsediyorsak, güneş enerjisi veya masaüstü şarjı genellikle iki parça dişli ile yapılır.

• Önce voltaj ve akım kaynağına sahibiz. Bu, örneğin ayarlanabilir bir kova veya bir güneş paneli olabilir.
• Sonra şarj kontrolörümüz var. Bu, BMS'yi besleyen voltaj / akım kaynağımızdan çıkan voltaj ve akımı düzenler.
• Son olarak, BMS regüle gerilimi pakete gönderir. Ayrıca diğerlerinden daha yüksek gerilime sahip hücrelerin gerilimini de alır. Bu, diğerlerine yetişme şansı verir. Bioenno'nun söylediğine rağmen, asla düzenlenmemiş bir kaynağı pilinize doğrudan bağlamayın (BMS veya değil!).

Soğuk hava

Tüm pillerde olduğu gibi, soğuk, lityum iyon veya lityum demir fosfat hücrelerinin şarj olma özelliğini etkiler. Bu yüzden pilin donma noktasının altına düşmemesini sağlamak için bir şeyler yapmalıyız. Akü şarjı, soğuk havalarda bir sığınağı yerleştirmemin nedenlerinden biridir. Güneş enerjiniz veya jeneratörünüz çadırın dışında kalırken, barınağın içindeki sıcaklığı donma noktasının üzerinde tutmak nispeten kolaydır. Bu hücreleri donma noktasının üzerinde tutmak için kullanılan bir numara, onları ve radyo ekipmanını bir muhafaza içinde tutmaktır. Tüm radyolar ısı üretir, bu nedenle (bir dereceye kadar) havalandırmayı kısıtlayan radyodan gelen ısı, pilin etrafındaki boşluğu önemli ölçüde ısıtacaktır. Diğer bir püf noktası da pil bölmesinin yakınında veya içinde kimyasal el ısıtıcıları kullanmaktır. Önemli olan sağduyu kullanmaktır. Pilleri donma noktasının altına kadar şarj etmememiz gerektiğini bildiğimiz için, basit bir çalışma uygulamaları değişikliği bunu kolayca düzeltebilir.

Dengeleme

Seri olarak birden fazla hücre içeren bir paket oluşturuyorsanız, paketteki veya şarj cihazındaki hücreleri dengelemeniz gerekir.
Birinin size nasıl paket oluşturacağınızı gösteren bir YouTube videosu veya blog hazırlayabilmesi, tam olarak ne yaptıklarını bildikleri anlamına gelmez.
Sonuç olarak, hücrelerinizi manuel olarak dengelemeniz veya hücrelerinizi aktif olarak dengelemeniz gerekir. Pil paketi projelerimden birini oluşturuyorsanız VE bu paketi aynı anda şarj ederken ve boşaltırken kullanacaksanız, etkin dengeleme gitmenin yoludur. Öte yandan, bu paketi yalnızca boşaltma için kullanıyorsanız, onları boşaltmak için sahaya götürüyorsanız ve eve döndüğünüzde şarj ediyorsanız, teknik olarak paketi boşaltırken herhangi bir dengelemeye ihtiyacınız yoktur. Hücreleri tam 4'lü veya 3'lü bir paket olarak şarj edecekseniz, bir bakiye şarjına ihtiyacınız olacak veya ayrı ayrı şarj edeceksiniz. Tabii ki 18650 pil kullanıyorsanız ve şarj cihazınız aynı anda birden fazla hücreyi şarj edebiliyorsa, hepiniz iyisiniz!

Bir BMS Seçimi

Aşağıdaki paragraf, yalnızca tam bir pil paketi yapmak isteyenlerinizle ilgilidir. Artık yukarıdaki paragrafları okuduğunuza göre, Lityum iyon ile lityum demir fosfat arasındaki voltajların benzersiz olduğunu anlıyorsunuz. Bu aynı zamanda pil Paketleriniz için kullandığınız BMS'nin lityum iyon veya lityum demir fosfata özgü olduğu anlamına gelir. Kanal üzerindeki projelerde çeşitli farklı dengeleme panoları bulabilirsiniz. İstediğimiz yeteneklere göre dengeleme panolarını seçiyoruz. Bir tahta seçmeden önce bilmemiz gerekenler:

• Tahtadan kaç amper çekmek istiyoruz
• Seri kaç hücre var
• Lityum iyon veya lityum demir fosfat hücrelerinin kullanılıp kullanılmayacağı
• Yönetim kurulu hücre dengeleme sunuyor mu (BMS kullanıyorsanız her zaman hücre dengelemeli bir tane alın)

Bu numaralara sahip olduğunuzda, tedarikçinizden doğru BMS'yi seçmek için bunları kullanabilirsiniz. Gereksinimlerinizi anlayana kadar fiyata bakmamalısınız. Ayrıca eBay ve Alibaba satıcılarına da dikkat etmelisiniz. Genellikle, BMS kartlarını gerçekte sağladıklarından çok daha büyük yeteneklerle yanlış bir şekilde etiketlerler. Bu yüzden sağduyunuzu kullanın. Bir BMS'den 15 amper çekeceğimi biliyorsam, genellikle eBay'den 30 amper olarak derecelendirilmiş bir tane satın alırım.
Başka neden bir BMS'yi projenize entegre etmek isteyebilirsiniz? İyi bir BMS ayrıca şu özellikleri sunar:

• Aşırı voltaj koruması
• Düşük voltaj koruması
• Kısa devre koruması
• Dengeleme

İnsanlar size bir BMS kullanmamanızı söylediğinde veya dengeleme gerekmediğinde, bunu bir BMS'nin sağladığı ek korumayı anlamadan yaparlar. Düşünce için yiyecek!

Lityum ve SLA Deşarj grafiği

Bazen ne kadar uğraşırsam uğraşayım, operatörler yine de aynı kapasiteye sahip kapalı bir kurşun asit pilin lityum iyon veya lityum demir fosfat paketinden farklı veya daha iyi olmadığı yanılsamasını sürdürüyorlar. Bu genellikle fiyata bağlıdır. Bu tamamen saçmalık!
İşte birkaç gerçek.

• Kurşun asit batarya kullanmamanın bir numaralı nedeni ağırlıktır. Lityum ve lityum demir fosfat paketleri, ağırlığın bir kısmıdır ve daha yüksek hücre yoğunluğu sunar. Bu, daha uzun çalışma süresi veya boyut / ağırlık artışı olmaksızın, tarlada ekipmanımıza çok daha uzun süre güç sağlama yeteneği anlamına gelir.
• Küçük sızdırmaz kurşun asit aküler, ağır yük altında aşırı voltaj düşüşüne sahiptir. Asla yüksek amperli uygulamalar için tasarlanmamışlardır. Aslında, küçük sızdırmaz kurşun asit piller, üzerlerinde uzun bir süre küçük bir yük olacak şekilde tasarlandı. Modern bir 100 watt radyodan tipik 15 ila 20 amper uygulayarak, önemli bir voltaj düşüşü yaşıyoruz. Düzgün yapılmış bir lityum iyon veya lityum demir fosfat paketi, kurşun asit pil ile aynı voltaj düşüşünü göstermez. Aslında yük altında, lityum iyon ve lityum demir fosfat paketlerini boşaltırken voltaj nispeten düzdür.
• Lityum iyon veya lityum demir fosfat pil paketleriyle ilgili yanılsamalardan biri, “şarj edilmeleri zordur”. Aslında, aklımızı açarsak, lityum iyon ve lityum demir fosfat paketlerinin şarj edilmesi, kapalı bir kurşun asit pilden daha kolaydır. Bilmemiz gereken tek şey, seri olarak kaç hücreye sahip olduğumuz ve paketteki tek tek hücrelerin voltajıdır. Ardından, pakete sabit voltaj sabit akım uygulamak için bu sayıyı kullanın. Bu temel matematiktir! Lityum veya lityum demir fosfat paketlerini şarj ederken hiçbir şamandıra voltajı veya herhangi bir aşama yoktur. Sadece sabit voltaj sabit akım. Pil, voltaj eğrisinin tepesine ulaştığında doludur. Kayma veya soğurma yok, .. sadece voltaj eğrisinin tepesine ulaştığında dolu.

Yani internette çok fazla yanlış bilgi var. YouTube'da araştırmayı bilmeyen veya yapmayan YouTuberlar tarafından yönlendirilen daha da fazlası var. Onları çarpmak değil, ama her birimiz için kendi araştırmamızı yapmak önemlidir. Yüzeyde, bir kurşun asit pil satın almanın, lityum iyon veya lityum demir fosfat paketinden daha ucuz olacağı konusunda hemfikirim. Fiyatın ötesinde bakılması gereken pek çok şey var, bu da bize bu sorunun gerçek cevabını veriyor. Artık hiçbir projemde kurşun asit pil kullanmayı düşünmüyorum bile. Böylece lityum iyonu ve lityum demir fosfat kalır. Bir projede hangisini kullanmalısınız? İşte ben nasıl seçiyorum.

• Oldukça hafif bir mesafeyi yürüyerek gitmeye çalışıyorsam, lityum iyonu muhtemelen daha iyi bir yoldur. Daha büyük hücre yoğunluğu, lityum demir fosfata göre daha küçük ambalajda daha uzun çalışma süresi sağlar,
• Çalışması kolay bir şey arıyorsanız, geleneksel olarak SLA pilinde kullandığım 3S Li-Ion üzerinden daha fazla watt saati arıyorsanız, LiFePO4 daha iyi bir seçimdir.
• Şebeke dışı bir güneş enerjisi jeneratöründe depolama pilleri için en iyi yatırımı arıyorsanız, 1500-2000 döngü, sıfır bakım ve 10 veya daha fazla yıl kulağa oldukça şaşırtıcı geliyor.

Dünyadaki her şey gibi, projelerimizin sonuçları da yaptığımız araştırmalara dayanmaktadır. Sık sık bu kadar çok video yayınlamamakla ilgili eleştiriler alıyorum, ancak araştırmayı ve arka plan çalışmasını yaptığınızda, her gün herhangi bir eski, bozuk videoyu atmak imkansız. Araştırmacılar da öyle. Sonunda çok ödüllendirici olacak.

Lityum pillerle seyahat etmek

Kurallar, bir yargı bölgesinden diğerine, günün geceye dönmesi kadar kolay bir şekilde değişir. Şu anda, lityum piller üzerindeki en ağır kısıtlamaların Kuzey Amerika'ya veya Kuzey Amerika'nın dışına uçtuğu görülüyor. Hem FAA hem de TSA web sitelerine göre, 100 watt saatten fazla lityum pillere, havayolu onaylı el bagajında izin verilebilir, ancak yolcu başına iki yedek pil ile sınırlıdır. Kontrol edilmiş çantalarda gevşek lityum piller yasaktır. FAA veya TSA, lityum iyonu veya lityum demir fosfat arasında herhangi bir fark yaratmaz.