LiFePO4

Среди всех видов существующих сегодня аккумуляторов наилучшие характеристики имеют модели Li-ion и LiFePO4. Фактически литий-железо-фосфатные элементы питания – это подвид литий-ионных аккумуляторов, который выделен в отдельную категорию из-за отличающихся технических характеристик. Рассмотрим подробнее, что общего у литиевых ячеек этих типов и чем они различаются.

Зарядные устройства, инверторы и солнечные контроллеры распознают только общее напряжение батареи. Но при ее эксплуатации вольтаж элементов становится разным. Вначале разброс минимален, но постепенно он увеличивается. Например, в цепочке из 15 ячеек LiFePO4 одни аккумы имеют напряжение 3 В, а другие – 3,4 В. Суммарный вольтаж остается равным 48 В, но одни аккумуляторы оказываются недозаряженными, а другие – перезаряженными. В итоге снижается эффективность использования батареи, а элементы питания преждевременно выходят из строя.

Отрицательные температуры негативно сказываются на рабочих параметрах батарей. При работе на морозе литий-ионные АКБ теряют емкость, быстрее разряжаются и хуже отдают накопленную электроэнергию. Это происходит из-за изменения свойств электролита – на холоде снижается его проводимость и замедляется протекание химических реакций.

После сравнения, чем отличается литиевый аккумулятор от свинцового, часто появляется идея о замене АКБ на батарею типа Li-ion или LiFePO4. И в теории, и на практике это решение оказывается рациональным. Литиевая технология выигрывает по всем характеристикам – от жизненного цикла, удельной емкости и проводимости зарядов до комфорта и безопасности использования аккумуляторов.

Для получения заданного выходного напряжения литиевые аккумуляторы последовательно соединяются в батарею. Например, для получения батареи вольтажом 24 В последовательно соединяется 7 или 8 LiFePO4 аккумуляторов, а для получения вольтажа 36 В – 10–12 элементов. При зарядке аккумуляторной сборки от общего источника питания с напряжением, соответствующим вольтажу АКБ, нужно обеспечить равномерный уровень заряда всех элементов. При этом важно, чтобы напряжение на каждом элементе не превысило допустимого значения.

Литий-железо-фосфатные батареи устанавливаются на электромобили, гольфкары, велосипеды и самокаты на электротяге, складскую технику, катера, ИБП и другое оборудование, требующее стабильного напряжения. Собираются такие источники питания из нескольких аккумуляторов LiFePO4 по определенной схеме – в зависимости от необходимых значений емкости и напряжения. При последовательном соединении наращиваетсянапряжение, а при параллельном – емкость.

BMS для LiFePO4 аккумуляторов – это электронная система, обеспечивающая корректную и безопасную работу всех элементов питания в сборке. Она управляет процессом заряда и разряда батареи, отслеживает ее рабочие параметры, не допускает опасных состояний и выполняет балансировку ячеек.

BMS расшифровывается как battery management system — в переводе «система управления батареи». Без этого устройства практически нельзя обойтись в эксплуатации литиевых аккумуляторов, так как оно защищает батарею и продлевает её срок службы. В этой статье мы разберём, зачем нужна BMS, какими они бывают, как подобрать конкретную плату под свои задачи по функционалу.

Хотя в развитии литиевых АКБ состоялся большой технологический прорыв, среди химических источников тока (ХИТ) самыми популярными до сих пор являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Если взять все аккумуляторы в мире и сложить их энергию в Вт*ч, то в свинцовых окажется в десяток раз больше энергии, чем во вместе взятых Li-ion, LiFePO4 и LTO. Причина такого дисбаланса рынка — в низкой стоимости аккумуляторов со свинцом.

Область применения литий-железо-фосфатных аккумуляторов обширна за счёт их превосходных характеристик. Этот тип батарей приспособлен для работы с более высокими токами по сравнению с тем же Li-ion аккумулятором, а узкий диапазон рабочего напряжения обеспечивает идеально стабильное снабжение элементов энергией.