טבלת מצב טעינה של Lifepo4 12V 24V 48V ו-Lifepo4

 

התרשים מתח Lifepo4 12V 24V 48Vוטבלת מצב טעינה של LiFePO4מספק סקירה מקיפה של רמות מתח המתאימות למצבי טעינה שונים עבורסוללת LiFePO4. הבנת רמות המתח הללו חיונית לניטור וניהול ביצועי הסוללה. על ידי התייחסות לטבלה זו, המשתמשים יכולים להעריך במדויק את מצב הטעינה של סוללות ה-LiFePO4 שלהם ולמטב את השימוש שלהם בהתאם.

מה זה LiFePO4?

 

סוללות LiFePO4, או סוללות ליתיום ברזל פוספט, הן סוג של סוללת ליתיום-יון המורכבת מיוני ליתיום בשילוב FePO4. הן דומות במראה, בגודל ובמשקל לסוללות עופרת, אך שונות מהותית בביצועים ובבטיחות החשמליים. בהשוואה לסוגים אחרים של סוללות ליתיום-יון, סוללות LiFePO4 מציעות עוצמת פריקה גבוהה יותר, צפיפות אנרגיה נמוכה יותר, יציבות לטווח ארוך וקצבי טעינה גבוהים יותר. יתרונות אלו הופכים אותם לסוג הסוללה המועדף עבור כלי רכב חשמליים, סירות, מזל"טים וכלי עבודה חשמליים. בנוסף, הם משמשים במערכות אחסון אנרגיה סולארית ומקורות כוח גיבוי בשל חיי מחזור הטעינה הארוכים שלהם ויציבות מעולה בטמפרטורות גבוהות.

 

טבלת מצב טעינה של Lifepo4

 

טבלת מצב טעינה של Lifepo4

 

מצב טעינה (SOC)	מתח סוללה 3.2V (V)	מתח סוללה 12V (V)	מתח סוללה 36V (V)
100% אופלדונג	3.65V	14.6V	43.8V
100% Ruhe	3.4V	13.6V	40.8V
90%	3.35V	13.4V	40.2
80%	3.32V	13.28V	39.84V
70%	3.3V	13.2V	39.6V
60%	3.27V	13.08V	39.24V
50%	3.26V	13.04V	39.12V
40%	3.25V	13V	39V
30%	3.22V	12.88V	38.64V
20%	3.2V	12.8V	38.4
10%	3V	12V	36V
0%	2.5V	10V	30V

 

Lifepo4 מתח מצב טעינה טבלת 24V

 

מצב טעינה (SOC)	מתח סוללה 24V (V)
100% אופלדונג	29.2V
100% Ruhe	27.2V
90%	26.8V
80%	26.56V
70%	26.4V
60%	26.16V
50%	26.08V
40%	26V
30%	25.76V
20%	25.6V
10%	24V
0%	20V

 

Lifepo4 מתח מצב טעינה טבלת 48V

 

מצב טעינה (SOC)	מתח סוללה 48V (V)
100% אופלדונג	58.4V
100% Ruhe	58.4V
90%	53.6
80%	53.12V
70%	52.8V
60%	52.32V
50%	52.16
40%	52V
30%	51.52V
20%	51.2V
10%	48V
0%	40V

 

Lifepo4 מתח מצב טעינה טבלת 72V

 

מצב טעינה (SOC)	מתח סוללה (V)
0%	60V - 63V
10%	63V - 65V
20%	65V - 67V
30%	67V - 69V
40%	69V - 71V
50%	71V - 73V
60%	73V - 75V
70%	75V - 77V
80%	77V - 79V
90%	79V - 81V
100%	81V - 83V

 

תרשים מתח LiFePO4 (3.2V, 12V, 24V, 48V)

תרשים מתח Lifepo4 3.2V

תרשים מתח Lifepo4 12V

תרשים מתח Lifepo4 24V

תרשים מתח Lifepo4 36 V

תרשים מתח Lifepo4 48V

טעינה ופריקה של סוללה LiFePO4

טבלת מתח הסוללה של מצב הטעינה (SoC) ו-LiFePO4 מספקת הבנה מקיפה כיצד המתח של סוללת LiFePO4 משתנה בהתאם למצב הטעינה שלה. SoC מייצג את אחוז האנרגיה הזמינה המאוחסנת בסוללה ביחס לקיבולת המקסימלית שלה. הבנת הקשר הזה חיונית לניטור ביצועי הסוללה ולהבטחת פעולה מיטבית ביישומים שונים.

מצב טעינה (SoC)	מתח סוללה LiFePO4 (V)
0%	2.5V - 3.0V
10%	3.0V - 3.2V
20%	3.2V - 3.4V
30%	3.4V - 3.6V
40%	3.6V - 3.8V
50%	3.8V - 4.0V
60%	4.0V - 4.2V
70%	4.2V - 4.4V
80%	4.4V - 4.6V
90%	4.6V - 4.8V
100%	4.8V - 5.0V

 

קביעת מצב הטעינה של הסוללה (SoC) יכולה להיות מושגת באמצעות שיטות שונות, כולל הערכת מתח, ספירת קולומב וניתוח משקל סגולי.

הערכת מתח:מתח סוללה גבוה יותר מעיד בדרך כלל על סוללה מלאה יותר. לקריאות מדויקות, חיוני לתת לסוללה לנוח לפחות ארבע שעות לפני המדידה. חלק מהיצרנים ממליצים על תקופות מנוחה ארוכות אף יותר, עד 24 שעות, כדי להבטיח תוצאות מדויקות.

סופרים את קולומבס:שיטה זו מודדת את זרימת הזרם פנימה והחוצה מהסוללה, בכימות באמפר-שניות (As). על ידי מעקב אחר קצבי הטעינה והפריקה של הסוללה, ספירת קולומב מספקת הערכה מדויקת של SoC.

ניתוח משקל סגולי:מדידת SoC באמצעות משקל סגולי דורשת הידרומטר. מכשיר זה מנטר את צפיפות הנוזל על סמך כושר הציפה, ומציע תובנות לגבי מצב הסוללה.

כדי להאריך את תוחלת החיים של סוללת LiFePO4, חיוני לטעון אותה כראוי. לכל סוג סוללה יש סף מתח ספציפי להשגת ביצועים מקסימליים ושיפור בריאות הסוללה. הפניה לתרשים SoC יכול להנחות את מאמצי הטעינה מחדש. לדוגמה, רמת הטעינה של 90% של סוללת 24V תואמת לכ-26.8V.

עקומת מצב הטעינה ממחישה כיצד מתח של סוללה 1-תא משתנה לאורך זמן הטעינה. עקומה זו מספקת תובנות חשובות לגבי התנהגות הטעינה של הסוללה, ומסייעת באופטימיזציה של אסטרטגיות הטעינה להארכת חיי הסוללה.

 

Lifepo4 סוללה מצב טעינה עקומת @ 1C 25C

 

מתח: מתח נומינלי גבוה יותר מצביע על מצב סוללה טעונה יותר. לדוגמה, אם סוללת LiFePO4 עם מתח נומינלי של 3.2V מגיעה למתח של 3.65V, זה מצביע על סוללה טעונה מאוד.
מונה קולומב: מכשיר זה מודד את זרימת הזרם אל תוך הסוללה והחוצה ממנה, בכימות באמפר-שניות (As), כדי לאמוד את קצב הטעינה והפריקה של הסוללה.
משקל סגולי: כדי לקבוע את מצב הטעינה (SoC), נדרש הידרומטר. הוא מעריך את צפיפות הנוזל על סמך כושר הציפה.

פרמטרי טעינת סוללה LiFePO4

טעינת סוללת LiFePO4 כוללת פרמטרי מתח שונים, כולל טעינה, מתחים, מתחים מרביים/מינימליים ונמינים. להלן טבלה המפרטת את פרמטרי הטעינה הללו על פני רמות מתח שונות: 3.2V, 12V, 24V,48V,72V

מתח (V)	טווח מתח טעינה	טווח מתח צף	מתח מקסימלי	מתח מינימלי	מתח נומינלי
3.2V	3.6V - 3.8V	3.4V - 3.6V	4.0V	2.5V	3.2V
12V	14.4V - 14.6V	13.6V - 13.8V	15.0V	10.0V	12V
24V	28.8V - 29.2V	27.2V - 27.6V	30.0V	20.0V	24V
48V	57.6V - 58.4V	54.4V - 55.2V	60.0V	40.0V	48V
72V	86.4V - 87.6V	81.6V - 82.8V	90.0V	60.0V	72V

Lifepo4 Battery Bulk Float איזון מתח

שלושת סוגי המתח העיקריים שבהם נתקלים בדרך כלל הם בתפזורת, ציפה ושוויון.

מתח בתפזורת:רמת מתח זו מאפשרת טעינה מהירה של הסוללה, הנצפה בדרך כלל בשלב הטעינה הראשונית כאשר הסוללה ריקה לחלוטין. עבור סוללת LiFePO4 12 וולט, המתח הגדול הוא 14.6 וולט.

מתח צף:פועל ברמה נמוכה יותר ממתח בתפזורת, מתח זה נשמר ברגע שהסוללה מגיעה לטעינה מלאה. עבור סוללת 12 וולט LiFePO4, מתח הצפה הוא 13.5V.

איזון מתח:השוויון הוא תהליך חיוני לשמירה על קיבולת הסוללה, הדורש ביצוע תקופתי. מתח האיזון עבור סוללת LiFePO4 12 וולט הוא 14.6V.、

 

מתח (V)	3.2V	12V	24V	48V	72V
תִפזוֹרֶת	3.65	14.6	29.2	58.4	87.6
לָצוּף	3.375	13.5	27.0	54.0	81.0
לְהַשְׁווֹת	3.65	14.6	29.2	58.4	87.6

 

12V Lifepo4 עקומת זרם פריקת סוללה 0.2C 0.3C 0.5C 1C 2C

פריקת הסוללה מתרחשת כאשר נלקח כוח מהסוללה לטעינת מכשירי חשמל. עקומת הפריקה ממחישה באופן גרפי את המתאם בין מתח וזמן פריקה.

להלן, תמצא את עקומת הפריקה עבור סוללת 12V LiFePO4 בקצבי פריקה שונים.

 

גורמים המשפיעים על מצב טעינת הסוללה

 

גוֹרֵם	תֵאוּר	מָקוֹר
טמפרטורת הסוללה	טמפרטורת הסוללה היא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על SOC. טמפרטורות גבוהות מאיצות תגובות כימיות פנימיות בסוללה, מה שמוביל לאובדן קיבולת סוללה מוגבר ויעילות הטעינה מופחתת.	משרד האנרגיה האמריקאי
חומר סוללה	לחומרי סוללה שונים יש תכונות כימיות ומבנים פנימיים שונים, המשפיעים על מאפייני הטעינה והפריקה, ובכך SOC.	אוניברסיטת סוללה
יישום סוללה	סוללות עוברות מצבי טעינה ופריקה שונים בתרחישי יישומים ושימושים שונים, המשפיעים ישירות על רמות ה-SOC שלהן. לדוגמה, לכלי רכב חשמליים ולמערכות אחסון אנרגיה יש דפוסי שימוש שונים בסוללה, מה שמוביל לרמות SOC שונות.	אוניברסיטת סוללה
תחזוקת סוללה	תחזוקה לא נכונה מובילה לירידה בקיבולת הסוללה ול-SOC לא יציב. תחזוקה שגויה אופיינית כוללת טעינה לא נכונה, תקופות ממושכות של חוסר פעילות ובדיקות תחזוקה לא סדירות.	משרד האנרגיה האמריקאי

 

טווח קיבולת של סוללות ליתיום ברזל פוספט (Lifepo4).

 

קיבולת סוללה (Ah)	יישומים אופייניים	פרטים נוספים
10 אה	אלקטרוניקה ניידת, מכשירים בקנה מידה קטן	מתאים למכשירים כגון מטענים ניידים, פנסי LED וגאדג'טים אלקטרוניים קטנים.
20 אה	אופניים חשמליים, מכשירי אבטחה	אידיאלי להפעלת אופניים חשמליים, מצלמות אבטחה ומערכות אנרגיה מתחדשת בקנה מידה קטן.
50 אה	מערכות אחסון אנרגיה סולארית, מכשירי חשמל קטנים	נפוץ במערכות סולאריות מחוץ לרשת, כוח גיבוי למכשירי חשמל ביתיים כמו מקררים ופרויקטים של אנרגיה מתחדשת בקנה מידה קטן.
100 אה	מאגר סוללות לקרוואנים, סוללות ימיות, כוח גיבוי למכשירי חשמל ביתיים	מתאים להנעת רכבי פנאי (קרוואנים), סירות, ומתן כוח גיבוי למכשירי חשמל ביתיים חיוניים במהלך הפסקות חשמל או במקומות מחוץ לרשת.
150 אה	מערכות אחסון אנרגיה לבתים קטנים או בקתות, מערכות כוח גיבוי בינוניות	מיועד לשימוש בבתים או בקתות קטנות מחוץ לרשת, כמו גם מערכות כוח גיבוי בגודל בינוני עבור מקומות מרוחקים או כמקור כוח משני לנכסי מגורים.
200 אה	מערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול, רכבים חשמליים, כוח גיבוי למבנים מסחריים או מתקנים	אידיאלי עבור פרויקטים של אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול, הפעלת כלי רכב חשמליים (EV) ומתן כוח גיבוי למבנים מסחריים, מרכזי נתונים או מתקנים קריטיים.

 

חמשת הגורמים המרכזיים המשפיעים על תוחלת החיים של סוללות LiFePO4.

 

גוֹרֵם	תֵאוּר	מקור נתונים
טעינת יתר/טעינת יתר	טעינת יתר או פריקת יתר עלולה לגרום נזק לסוללות LiFePO4, ולהוביל לירידה בקיבולת ולאורך חיים מופחת. טעינת יתר עלולה לגרום לשינויים בהרכב התמיסה באלקטרוליט, וכתוצאה מכך ליצור גזים וחום, מה שיוביל להתנפחות הסוללה ולנזק פנימי.	אוניברסיטת סוללה
ספירת מחזור טעינה/פריקה	מחזורי טעינה/פריקה תכופים מאיצים את הזדקנות הסוללה ומצמצמים את תוחלת החיים שלה.	משרד האנרגיה האמריקאי
טֶמפֶּרָטוּרָה	טמפרטורות גבוהות מאיצות את הזדקנות הסוללה ומקטינות את אורך החיים שלה. בטמפרטורות נמוכות, ביצועי הסוללה מושפעים גם הם, וכתוצאה מכך קיבולת הסוללה מופחתת.	אוניברסיטת סוללה; משרד האנרגיה האמריקאי
קצב טעינה	קצבי טעינה מוגזמים עלולים לגרום לסוללה להתחמם יתר על המידה, לפגוע באלקטרוליט ולהפחית את אורך חיי הסוללה.	אוניברסיטת סוללה; משרד האנרגיה האמריקאי
עומק הפריקה	לעומק פריקה מוגזם יש השפעה מזיקה על סוללות LiFePO4, ומפחיתה את חיי המחזור שלהן.	אוניברסיטת סוללה

 

מחשבות אחרונות

בעוד שסוללות LiFePO4 אולי לא האופציה המשתלמת ביותר בתחילה, הן מציעות את התמורה הטובה ביותר לטווח ארוך. שימוש בתרשים המתח LiFePO4 מאפשר ניטור קל של מצב הטעינה של הסוללה (SoC).