11. 3. 2014
Podoba LiFePo4
LiFePo4 - nabíjení a vybíjení
pytlíkové články
2014, Miroslav Vejman ml.
prizmatické články
monolitické baterie
cylindrické články
2014, Miroslav Vejman ml.
Rozdíly mezi LiFePo4 články
Výhody LiFePo4 článků
Existují, jsou zde a skladem!
Nominální napětí 3.2V velmi vyhovující
Vysoký počet cyklů 2000+
Nízká teplotní závislost
Nízké samovybíjení
Bezpečné při neštěstí – nehoří, neexplodují při proražení nebo zkratu
LiFePo4
X
Li-Ion
Barva označuje výrobce, technologie je stejná.
Velmi malé odlišnosti mezi výrobci.
LiFeYPo4 – dopování anody (Winston / Thundersky)
Velmi vysoká poptávka
2014, Miroslav Vejman ml.
Napětí jako měřítko úrovně nabití
-
2014, Miroslav Vejman ml.
Dobíjení LiFePo4 – fáze dobíjení
2.5V – minimum
3.2/3.3V - nominální napětí
3.6V – doporučené maximum
4.0V - inicializační nabíjení
- SOC jde měřit proudovou
sondou nebo bočníkem
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
1
11. 3. 2014
Dobíjení LiFePo4 – přebíjení
Dobíjení LiFePo4 – přebíjení
Udržování na max napětí
=
rychlá smrt
2014, Miroslav Vejman ml.
Nabíjení LiFePo4 – balancování
-
2014, Miroslav Vejman ml.
Nabíjení LiFePo4 – balancování
- Balancování = vyrovnání jednotlivých článků na stejnou úroveň SOC.
Nejčastěji ztrátové balancování na principu zatížení silnějších článků ve finální fázi dobíjení
LiFePo4 baterie pracuje optimálně pouze s velmi dobře vybalancovanými články
2014, Miroslav Vejman ml.
Nabíjení defektní LiFePo4 baterie
-
Různé algoritmy – záleží na výrobci balanceru / BMS
Alternativně Low level balancing, Top level balancing
Všechny články ze stejné výrobní série jsou identické, žádné dva články nejsou stejné.
2014, Miroslav Vejman ml.
Vybíjení defektní LiFePo4 baterie
U rozbalancované baterie dochází k nerovnoměrnému opotřebení článků, což má
za následek nižší výkon a následnou destrukci článku/ů
Řešením je oprava či výměna článku, poslední záchrana přidáním externí balancovací zátěže, CBU
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
2
11. 3. 2014
Vybíjení LiFePo4 – C-rating
Vybíjení LiFePo4 – degradace
16,4 Ah cell, 3C charge / discharge test 2 – 3,6V
2014, Miroslav Vejman ml.
Vybíjení LiFePo4 – DOD
2014, Miroslav Vejman ml.
Vybíjení LiFePo4 – životnost
Winston:
3.000 cyklů při 100% DOD
8.000 cyklů při 70% DOD
Přímý vliv počtu cyklů na životnost baterie
2014, Miroslav Vejman ml.
Vybíjení LiFePo4 – životnost
2014, Miroslav Vejman ml.
Vybíjení LiFePo4 – životnost
http://gwl-power.tumblr.com/
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
3
11. 3. 2014
Vybíjení LiFePo4 – teplota
Vybíjení LiFePo4 – teplota
Winston 90Ah cells 0.5C low temperature discharge test
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
LiFePo4 – vnitřní odpor
-
Poškození LiFePo4
Pravidelné přebíjení
Dlouhodobé podbití
Udržování na max napětí
Mění se s úrovní nabití (SOC)
Se vzrůstající teplotou klesá
Různý se stářím článku
Různý napříč výrobci
Překračování C ratingu
Pravidelné používání v rámci 100% DOD
Občasné přebití / podbití
Winston 300, 400, 700, 1000Ah cell internal resistance < 0.4 mOhm
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
Poškození LiFePo4
Ochrana LiFePo4 – BMS
Přebití = nafouknutí, ztráta použitelné kapacity, výrazné změknutí
Podbití 0V = smrt, podbití > 1V = výrazná ztráta kapacity, změknutí
Podbití a následná záchrana rychlým nabitím = nafouknutí, měknutí
Moc proudu (CHG i DCHG) = pomalé měknutí
Špatný spoj / zkrat = fyzické poškození teplem, žádný oheň
Každopádně KONEC ZÁRUKY, NEREKLAMOVATELNÉ
2014, Miroslav Vejman ml.
-
Modulární (RT-BMS, BMS123, EMUS,…) / integrované (Emsiso, GTBMS)
Hlídá přebití / podbití
-
Poskytuje logy a real-time monitoring, USB, Bluetooth, Wifi
-
-
Sleduje SOC
Monitoruje teplotu
Balancuje – aktivně nebo pasivně
Komunikuje s nabíječem, regulátorem, atd. nejčastěji CAN, sériová komunikace
2014, Miroslav Vejman ml.
4
11. 3. 2014
Ochrana LiFePo4 – CBU, SBM, atd.
Jak tedy chránit LiFePo4?
- Nutné dvě úrovně ochrany, BMS a poslední záchrana
- Pro jednoduché aplikace SBM, Akumon, „malá“ BMS – stovky až tisíce Kč
- Pro komplexní a nákladné aplikace „dospělá“BMS – tisíce až desetitísíce Kč
-
SBM, PCM, CBM omezuje vybíjecí proud, velmi limitované balancovací schopnosti
CBM / CBU balancuje jednotlivé články, rozšíření balancování jiného systému
Akumon chrání 12V blokové baterie, balancuje, umožňuje rozšíření balancovací zátěže
Cellog /PowerLog umožňuje vlastní omezenou logiku odpojení zátěže / nabíječe
Doporučené (a většinou nutné) kombinovat s relé / kontaktorem
2014, Miroslav Vejman ml.
2014, Miroslav Vejman ml.
Miroslav Vejman – LiFePo4 nabíjení a vybíjení
Dotazy a děkuji za pozornost
5
Download

Miroslav Vejman - LiFePo4