Как заряжать аккумулятор lifepo4 генератора автомобиля
Перейти к содержимому

Как заряжать аккумулятор lifepo4 генератора автомобиля

  • автор:

Автомобильный генератор и LiFePO4 аккумулятор

Стенд для зарядки LifePO4 аккумулятора автомобильным генератором

Перед установкой литиевого аккумулятора, владельцы катеров и автомобилей часто спрашивают зачем ограничивать ток генератора во время зарядки аккумулятора. Ведь чем больше ток, тем быстрее заряжается аккумуляторная батарея. А это именно то, что требуется на транспортном средстве.

Ответить на этот вопрос поможет тест автомобильного генератора Бош с номинальной силой тока 90 А. Нагрузкой для генератора послужат проверочный стенд и LiFePO4 аккумулятор емкостью 100 Ач.

Зарядное устройство Sterling Power BB1260

Sterling Power BB1260
Входное напряжение 11-20 Вольт
12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp
Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт
Максимальный ток 60 А &nbsp&nbsp&nbsp
Есть режим 50% мощности
Быстрая зарядка постоянным током
Режимы для GEL(2), AGM(2), LiFePO4, кальциевых и жидко-кислотных аккумуляторов &nbsp&nbsp&nbsp
9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль
Вес 1,4 кг. Размеры 190 x 160 x 70
Класс защиты IP21

DC-DC зарядное устройство Sterling Power BB1270

Sterling Power BB1270
12->12 Вольт
Максимальный ток 70 А
Непрерывная мощность 930 Вт &nbsp&nbsp&nbsp

Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка

Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
Вес 1,0 кг. Размеры 200 x 130 x 56

DC-DC зарядное устройтсво Sterling Power BBW1230

Sterling Power BBW1230
12->12 Вольт &nbsp&nbsp&nbsp
Номинальное входное напряжение 12 Вольт. Выходное — 12 Вольт
Максимальный ток 30 А &nbsp&nbsp&nbsp
Максимальный входной ток. Можно уменьшить в 2 раза
Водонепроницаемое DC-DC зарядное устройство
Заряжает аккумуляторы во время движения от генератора двигателя
Вес 4 кг. Размеры 141 х 238 х 90

Зачем ограничивать ток

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы можно заряжать быстро. Без ущерба для себя аккумуляторы этого типа потребляют ток равный емкости почти до самого окончания зарядки. Поэтому генератор способный давать 100 Ампер, зарядит аккумулятор емкостью 100 Ач всего один час.

Однако в генераторе, в отличии от зарядного устройства, нельзя выставить ограничение тока. Поэтому если 100 Ампер для него – это номинальное значение, то даже в прохладном помещении генератор быстро нагреется до 120-150 градусов. Под капотом же автомобиля или в двигательном отсеке катера температура достигает 100 градусов, тепло там отводится хуже, поэтому генератор разогреется еще сильнее

Генератор охлаждается воздухом, который прогоняет через него насаженная на ротор крыльчатка. Чем медленнее вращается ротор, тем слабее воздушный поток через корпус и тем хуже охлаждение. Генератор нагревается сильнее, если он вырабатывает максимальный ток на низких оборотах

Не все генераторы одинаковы. Марка также имеет значение. В равных условиях устройство признанного бренда и модель неизвестного производителя поведут себя по-разному. Первая без проблем проработает при высокой нагрузке, вторая не выдержат перегрев и выйдет из строя

DC-DC зарядные устройства ограничивают силу тока и защищают генератор

DC-DC зарядное устройство TBB Power DM1245

TBB Power DM1245
Входное и выходное напряжение 12 Вольт
Максимальный ток 45 А &nbsp&nbsp&nbsp
Ток регулируется
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
Вес 1 кг. Размеры 181 x 148 x 52 мм

DC-DC зарядное устройство TBB power DDX1230

TBB Power DDX1230
Входное и выходное напряжение 12 Вольт
Максимальный ток зарядки 30 А
Встроенный солнечный МРРТ контроллер
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
Вес 0,9 кг. Размеры 186.3 x 102.3 x 60 мм

DC-DC зарядное устройство TBB power DDX1230

TBB Power DX1230
Входное и выходное напряжение 12 Вольт
Максимальный ток зарядки 30 А
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
Вес 0,9 кг. Размеры 186.3 x 102.3 x 60 мм

Таким образом на состояние генератора во время работы влияет несколько различных факторов – отношение номинального и потребляемого тока, обороты двигателя и марка устройства. Учесть все в реальных условиях сложно, поэтому не нужно рассчитывать на то, что 3-4 часа непрерывной работы генератора на полной мощности не причинят ему никакого вреда. Совсем не обязательно сгорит обмотка статора. Могут выйти из строя диоды выпрямителя или расплавится пайка, соединяющая диоды с обмотками. Чтобы этого не произошло необходимо ограничить нагрузку генератора. Проще всего это сделать с помощью DC-DC зарядного устройства. При токе 70-80% от номинального значения генератор без проблем проработает в течении целого дня.

Проверка генератора

Первый тест проверяет изменение температуры генератора при максимальной нагрузке. Через три минуты после начала работы генератор дает ток 99,6 Ампер. Температура обмоток 150 градусов, но внешняя поверхность корпуса нагрелась гораздо меньше.

Температура внутри генератора достигла 165 градусов

При снижении оборотов двигателя тепло исходящее от генератора увеличивается, ток постепенно падает и опускается до 92 Ампер. На низких оборотах крыльчатка на валу генератора вращается не так быстро, тепло отводится хуже и генератор постепенно перегревается. За короткий промежуток времени температура внутри корпуса вырастает со 160 до 184 градусов.

LiFePO4 аккумулятор во время зарядки от генератора

После отключения нагрузки литиевый аккумулятор остается единственным потребителем генератора. Однако ничего не меняется. Генератор по-прежнему работает на полной мощности вырабатывает 91 ампер и весь ток потребляет LiFePO4 аккумулятор. Теперь становится понятно, почему во время зарядки литий-железо-фосфатного аккумулятора генератор может сгореть.

Заряженный на 70% литиевый аккумулятор заставляет автомобильный генератор работать на полную мощность

Температура внутри корпуса генератора достигла 199 градусов и продолжает расти несмотря на то, что в комнате, где проводятся испытания всего 18 градусов. Чтобы представить как нагреется генератор под капотом автомобиля или в двигательном отсеке катера к наблюдаемой сейчас температуре нужно прибавить 100 градусов

На низких оборотах температура генератора вырастает до 200 градусов

Напряжение аккумулятора выросло и поскольку регулятор генератора установлен на 14 вольт, ток постепенно снижается до 77 Ампер. Если бы целевое напряжение регулятора было 14,4 В генератор отдавал бы 100 А до полной зарядки аккумулятора.

После того как заряженность LiFePO4 аккумулятора достигает 72% от емкости ток снижается

Результаты испытаний

Тест подтвердил несколько важных закономерностей:

  • Литиевая батарея заставляет генератор долго работать на полной мощности
  • Работающий на полной мощности генератор при низких оборотах двигателя быстро перегревается
  • Если воздух в двигательном отсеке нагрет до 100 градусов, то температура генератора приблизится к 300 градусам. Свинец плавится при 200, а олово при 350 градусах, поэтому в этих условиях генератор может быстро выйти из строя
  • Проверке подвергался генератор Бош. Устройства менее известных марок могут не пройти подобные испытания, и тем более не выдержат регулярную работу под высокой нагрузкой

Ток зарядки литий-железо-фосфатного аккумулятора необходимо контролировать. Это предохранит генератор от повреждения и позволит ему успешно работать с аккумуляторными батареями любой емкости

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Заряжаем аккумулятор LiFePO4 правильно

LiFePO4 – это разновидность литиевых аккумуляторов, в которых положительным электродом выступает феррофосфат лития, а анодом – графит. Их преимущества перед свинцово-кислотными моделями состоят в большей удельной емкости и продолжительном сроке службы.
Заряжать аккумуляторы LiFePO4 следует постоянным током, постоянным напряжением или комбинировать оба этих метода. При двухступенчатой зарядке напряжение следует повысить до 14,4-14,6 Вольт при помощи постоянного тока, после чего насыщение аккумулятора будет происходить при постоянном напряжении. После одного этапа зарядки аккумулятор набирает около 90-95% емкости, а после двух – 100%.

Снимок.JPG

Когда заряжать батарею LiFePO4?

Если аккумулятор разрядился не полностью, то подзаряжать его необязательно. В LiFePO4 отсутствует сульфатация, которая уменьшает емкость частично заряженных свинцово-кислотных аккумуляторов. Но если система управления отсоединяет аккумулятор от нагрузки из-за падения напряжения, то лучше немедленно подзарядить его.

Рекомендации по температурному режиму

Зарядное устройство способно контролировать температуру батареи. Процесс зарядки должен происходить при температурах от 0 до 40 градусов. Нужно помнить, что при отрицательной температуре зарядный ток следует снизить на 5-10% от емкости батареи. Перегрев аккумулятора не допускает система управления, но температуру может контролировать и зарядное устройство, оснащенное соответствующим датчиком: оно автоматически снижает напряжение при нагреве батареи до 20 градусов и отключается, если ее температура достигает 55 градусов. Таким образом, зарядка дублирует функционал платы BMS и повышает уровень защиты.

1.JPG

Параллельное и последовательное соединение батарей

Важно, чтобы напряжение последовательно или параллельно соединяемых аккумуляторов совпадало. Разница не должна превышать 50мВ (точное значение отмечает производитель аккумулятора). Одинаковое напряжение уменьшает вероятность возникновения дисбаланса в процессе эксплуатации. Если напряжения будут отличаться более, чем на 50 мВ, то перед соединением, батареи следует зарядить по отдельности при помощи одного зарядного устройства, а через несколько часов проверить их состояние.

Соотношение напряжения зарядки и емкости LiFePO4

Если использовать зарядное устройство с более низким напряжением, чем требует аккумулятор, то подзарядить его не получится. При более высоком напряжении ионы покинут катод и будут внедряться в кристаллическую структуру анода. Процесс осуществляется под воздействием силы, которая вбивает ионы внутрь кристалла. Чем сильнее это воздействие, тем больше ионов проникнет в кристалл, и тем большую нагрузку он испытает. Так, эффективность процесса зарядки зависит от напряжения зарядного устройства.

При понижении порогового напряжения литий-железо-фосфатная батарея заряжается не полностью, что снижает время ее непрерывной работы, но не влияет на срок службы, в отличие от свинцово-килсотных батарей. У пониженного напряжения есть преимущество: снижение стресса аккумулятора во время зарядки. Аккумуляторы LiFePO4 можно безопасно заряжать до 4,2 Вольт. Если использовать более высокое напряжение, то органический электролит разрушается. Несмотря на заявленную стойкость к перезаряду после того, как аккумулятор наберет полную емкость, его следует отключить от источника зарядки. Время подключения к сети заряженного аккумулятора должно быть сведено к минимуму.

Как зарядить батарею от генератора двигателя?

2.JPG

Особенности зарядки литий-железо-фосфатных батарей от генератора двигателя:

— На многих автомобилях и большинстве катеров используются генераторы с постоянным выходным напряжением. Это значит, что во время работы двигателя, батарея находится под повышенным напряжением, что снижает срок его работы.
— На авто с двигателями типа EURO 5/6 напряжение генератора зависит от режима движения и может меняться от 11,5 д 15,5 Вольт. При таком напряжении, аккумулятор LiFePO4 не будет заряжаться, а постоянные колебания напряжения вызовут срабатывание защиты.
— После разрядки, аккумулятор создаст длительную нагрузку на генератор, приближенную к максимальной. Таким образом, генератор будет работать на полной мощности и перегреваться, а при недостаточном напряжении может сгореть.
— Сила тока автомобильного или лодочного генератора может быть выше параметра, допустимого для аккумулятора.
— Если BMS разорвет соединение между аккумулятором и генератором во время работы двигателя, то возникнет скачок напряжения, способный повредить диоды и регулятор генератора. Расположение DC-DC устройства между стартовым и сервисным литиевым аккумулятором поможет устранить эту проблему, защитить генератор и зарядить батарею LiFePO4 в правильном режиме.

Система управления батареей

3.JPG

Литий-железо-фосфатные ячейки могут безопасно функционировать в диапазоне 2-4,2В. По сравнению с прочими типами литиевых элементов, они более устойчивы к напряжению. Но длительное воздействие повышенного вольтажа приводит к накоплению металлического лития на аноде и безвозвратно ухудшает рабочие характеристики элементов питания. Материал катода подвергается окислению и теряет стабильность, а выделяющийся в результате реакции диоксид углерода увеличивает давление в ячейках.

Процесс зарядки может быть приостановлен по сигналу BMS, после чего напряжение с аккумулятора снимается и создается дополнительный уровень защиты. Если в аварийной ситуации BMS выдает нулевое напряжение, используется разъем BMS 1. При высоком положительном напряжении задействуется BMS 2. Вне зависимости от ситуации, зарядка продолжится после того, как будет устранена причина отключения. Система управления ограничивает максимальное напряжение каждого элемента и батареи в целом. Срабатывание защиты происходит, если напряжение ячейки превышает 3,8 Вольт, а общее напряжение LiFePO4: 15,2-15,6 Вольт.

Разряд аккумулятора ниже определенного уровня также недопустим. При напряжении ячейки ниже 2В, материал электродов начинает разрушаться, поэтому минимальное рекомендуемое напряжение для большинства моделей: 10,5-11 Вольт. Система управления позволяет защитить литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного заряда и короткого замыкания. Но первым уровнем защиты выступает вовсе не BMS, а зарядное устройство и подключаемое к АКБ оборудование.

Выбираем зарядку для LiFePO4

Полностью заряженный 12-вольтовый аккумулятор LiFePO4 имеет напряжение 13,3-13,4В. Аналогичный параметр в свинцово-кислотной модели будет составлять 12,6 -12,8 Вольт. Если разрядить такое устройство до 80%, то его напряжение изменится всего на 0,5В. Зарядные устройства для свинцово-кислотных и литий-железо-фосфатных моделей имеют одинаковый принцип работы и отличаются только отсутствием стадии кондиционирования, более высоким напряжением на один элемент, а в некоторых случаях – поддерживающей зарядки.

4.JPG

Процесс зарядки свинцово-кислотных батарей включает три-пять стадий, переход между ними осуществляется автоматически, в соответствии с уровнем заряда аккумулятора. Вначале зарядное устройство устанавливает максимально возможный ток, благодаря чему напряжение аккумулятора постепенно увеличивается. Чтобы сохранить силу тока постоянной, зарядное устройство повышает входное напряжение, делая это до тех пор, пока оно не повысится до предельного значения. Дальнейшая зарядка происходит при снижающемся токе и фиксированном напряжении, а при опускании силы тока до 10% от номинального значения, вторая стадия заканчивается. После нее происходит этап кондиционирования и заключительная стадия – поддерживающая зарядка, препятствующая саморазряду аккумулятора, потере емкости и сульфатации.

Свойства зарядных для LiFePO4

5.JPG

Зарядные устройства для литий-железо-фосфатных аккумуляторов используют алгоритм CC / CV: постоянный ток/постоянное напряжение, обеспечивающий быструю зарядку. Зарядка этих батарей происходит по принципу, отличному от зарядки свинцово-кислотных моделей. Например, литиевые аккумуляторы не нуждаются в режиме десульфации электролита и не требуют выравнивания: использование напряжений свыше 15В вызовет срабатывание защиты или повредит железо-фосфатные ячейки.

Дозарядка свинцово-кислотных батарей осуществляется при напряжении аккумулятора 12,7В, и поддерживающем напряжении зарядного устройства 13,3-13,8В. Подключенное к аккумулятору зарядное устройство предотвращает его саморазряд и обеспечивает питание потребителей. При напряжении 12,7В литий-железо-фосфатная модель разряжена на 85-95%, поэтому для них уровень дозарядки выше: 13,1-13,2В. Будучи постоянно подключенными к электросети и батарее, некоторые зарядные устройства проводят «профилактическую» дозарядку свинцово-кислотных аккумуляторов каждые семь дней. Устройствам LiFePO4 такая частая зарядка не нужна, их лучше хранить разряженными наполовину, подзаряжая приблизительно раз в полгода, чтобы избежать безвозвратных потерь емкости.

Перед началом работы современные зарядные устройства определяют текущее сопротивление аккумулятора при помощи коротких импульсов напряжения. Эта информация позволяет определить, с какой стадии нужно начинать зарядку. Поскольку, даже в разряженном состоянии LiFePO4 сохраняет напряжение 13В, некоторые устройства посчитают его почти полностью заряженным и перейдут к поддерживающему этапу. Максимальная продолжительность периода абсорбции свинцово-кислотных моделей составляет 480-600 минут, а у железо-фосфатных она значительно короче: от 480 до 600 минут. Так, если ток в цепи не снизился до номинального значения, установленного в зарядном устройстве: существует утечка на землю или нагрузка, аккумулятор будет находиться подл напряжением 14,4В не полчаса, а 8-10 часов.

Можно ли заряжать LiFePO4 устройством для свинцово-кислотных батарей?

Зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов можно применять для зарядки LiFePO4, только если:

— Устройство не оснащено автоматическим/неотключаемым режимом выравнивания или десульфтации;
— Напряжение зарядного устройства – не более 14,6В;
— Между этапом абсорбции и поддерживающей зарядкой отсутствует стадия кондиционирования с напряжением 14,0-14,1В.

После того как полная зарядка LiFePO4 от такого устройства закончится, батарею необходимо отключить, чтобы не осуществлялась дозарядка по неподходящему алгоритму. Конечно, специализированная зарядка для LiFePO4 – лучшее решение для сохранения емкости и продления срока службы устройства. Вольтметр не даст точного представления о состоянии литий-железо-фосфатной батарей, определять уровень заряда следует с помощью счетчика амперчасов или батарейного монитора.

Как правильно заряжать аккумуляторы LiFePO4 на 12 или 24 вольт?

Как правильно заряжать аккумуляторы LiFePO4 на 12 или 24 вольт?

Использование специального зарядного устройства для зарядки аккумуляторов LiFePO4 важно, поскольку эти аккумуляторы требуют определенного зарядного напряжения и тока. Использование неправильного зарядного устройства может привести к повреждению аккумулятора или опасности. Специальное зарядное устройство гарантирует, что аккумулятор LiFePO4 заряжается безопасно и эффективно.

Какие зарядные устройства подходят для зарядки аккумулятора LiFePO4?

Для аккумуляторов LiFePO4 требуется специальное зарядное устройство, предназначенное для зарядки аккумуляторов LiFePO4. Эти зарядные устройства обычно обозначаются как зарядные устройства «LiFePO4» или «LFP» в нашем интернет магазине.

Каким напряжением и током заряжать аккумуляторы LiFePO4 на 12 и 24 В?

Напряжение заряда для аккумуляторов LiFePO4 на 12 В и 24 В должно составлять 14.6 В и 29.2 В соответственно с постоянным током не более номинальной емкости аккумулятора. К примеру, если аккумулятор рассчитан на 100 Ач, то заряжать его нужно током до 100 А.

Как зарядить аккумулятор LiFePO4 в бытовых условиях?

Рекомендуемый ток заряда для аккумуляторов LiFePO4 на 12 и 24 В составляет 0,2 С (C – емкость аккумулятора). К примеру, батарею 12 В 100 Аг следует заряжать током 20 А (0,2 x 100 Аг = 20 А). Наиболее удобным и безопасным является использование автоматических разумных устройств для зарядки Вашего LiFePO4 аккумулятора. Такое устройство постоянно тестирует аккумулятор в течение зарядки и автоматически регулирует напряжение и ток, а также имеет 6 степеней защиты. Например, последние проценты заряда, заряжаемые малениким током 0.5 — 0.1 А, по достижению 100% устройство само прекратит зарядку.

6 шагов для правильной зарядки вашего LiFePO4 аккумулятора:

1. Подключите зарядное устройство к аккумулятору, соблюдая правильную полярность.

2. Зарядное устройство автоматически определяет правильное напряжение вашего типа аккумулятора (12 В или 24 В).

3. Установите максимальное значение тока, близкое к максимальному току заряда батареи (проверьте спецификации батареи).

4. Включите зарядное устройство и подождите, пока оно достигнет полного зарядного напряжения (обычно 14.6 В или 29.2 В).

5. Проверьте индикаторы дисплея зарядного устройства на предмет ошибок (переполюсовка и т.д.). В случае отсутствия ошибок, оставьте зарядное устройство на время, когда оно достигает полного напряжения заряда (обычно 14,6 В или 29,2 В) зарядка прекратится.

6. Отсоедините зарядное устройство от аккумулятора, когда оно достигнет полного напряжения заряда, и дайте ему остыть перед использованием.

Зарядка аккумулятора LiFePo4 от генератора двигателя

Иконка канала Тепло и Советы

В последнее время все больше людей интересуются возможностью заряжать ��аккумуляторы LiFePo4 от энергии, полученной от генератора двигателя. Этот вопрос стал чрезвычайно актуальным, особенно для автолюбителей и владельцев лодочных моторов, которые хотят использовать эту технологию для поддержания заряда своих аккумуляторов во время длительных поездок. ⚠Однако, прежде чем переходить к тому, как правильно заряжать аккумулятор LiFePo4 от генератора двигателя, следует понять, почему это может вызвать опасения. В этом видео рассказано о том, как правильно заряжать литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePo4) от генератора лодочного мотора или от генератора автомобиля.

Показать больше

Войдите , чтобы оставлять комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *