Cum se instalează bateriile cu litiu pentru bărci

Instalarea a Baterie cu litiu-ion Bank este răspunsul actual pentru cererea crescută de electricitate pentru iahturile de croazieră pe mare albastră, mai ales dacă intenționați să nu mai folosiți GPL pentru gătit.

Cu toate acestea, instalarea bateriilor litiu-ion poate fi dificilă și complicată, iar dacă este făcută incorect, prezintă un pericol semnificativ de incendiu.

Pentru început, în prezent, celula sigură a bateriei litiu-ion recomandată pentru utilizare pe o barcă este litiu-fier-fosfat (LIFEPO4), cunoscut și sub denumirea de LFP.

Deși încă pot lua foc (la fel ca orice baterie) dacă este poziţionat sau utilizat incorect, aceste celule au fost supuse unor teste extinse de către autoritățile de pompieri din mai multe țări și sunt, în general, rezistente la foc pe cont propriu.

Pentru utilizare pe o barcă, se recomandă cu fermitate să nu se utilizeze amestecuri de litiu-ion pentru automobile care conțin nichel, cobalt, și mangan pentru că sunt mult mai probabil să experimenteze “Runaway termic” dacă funcționează defectuos.

Deoarece nu există o metodă practică de a transfera același mecanism de protecție complicat cu care bateriile anterioare de mașini electrice au fost construite inițial pentru a funcționa, acest lucru exclude efectiv utilizarea acelor baterii.

Sisteme de tensiune mai mare (adesea 48V, 72V, sau 96V) sunt utilizate de obicei la iahturile cu propulsie electrică, necesitând sisteme de control proiectate corespunzător.

Deși ar fi atrăgător să folosiți celule de baterie litiu-ion cu o densitate de energie mai mare pentru aceste aplicații, precum Litiu Cobalt (LiCoO2), a face acest lucru ar fi foarte costisitor și ar avea nevoie de proiectare și instalare profesională.

În plus, de ce ați instala acest tip de baterie pe iahtul dvs. dacă nu puteți obține asigurare pentru el?

Avantajele bateriilor LFP

Bateriile LFP oferă două avantaje cheie față de plumb-acid (THE) baterii: vor accepta o foarte rapidă, reîncărcare cu curent ridicat și poate fi epuizat practic până la gol, fără a fi nevoie de o reîncărcare regulată 100% Stat de sarcină (Soc).

De fapt, în general se mulţumesc să ocupe o poziţie SOC între 20% la 80%. Deși majoritatea sistemelor de management al bateriei încorporate (BMS) le va opri la aproximativ 12V, care este comparabil cu aproximativ 10% Soc, puteți chiar să goliți complet LFP fără a le afecta.

BMS-ul ar trebui să oprească automat sursa de încărcare la aproximativ 14,2 V, pentru a preveni supraîncărcarea, când sunt complet încărcate.

În plus, Bateriile LFP vor oferi mai multe cicluri de încărcare decât o baterie LA cu capacitate echivalentă. in sfarsit, sunt, de asemenea, semnificativ mai ușoare decât orice fel de baterie LA, care poate avea un impact semnificativ asupra echilibrului și performanței unui iaht cu vele.

Conversie LFP?

Orice cablaj conectat și protecția circuitelor pentru bateriile LFP trebuie să fie capabile de manipulare și personalizate pentru sarcină, având în vedere capacitatea lor de a prelua și de a descărca curenți foarte mari..

De asemenea, este important să rețineți că este posibil să nu fie întotdeauna posibil să conectați mai mult de două așa-numite “drop-in” Baterii LFP (cei care au un BMS inerent) împreună în serie sau paralel pentru a face o bancă mai mare.

Dacă aveți nevoie de capacitate suplimentară, de obicei, este de preferat să construiți o bancă personalizată din celule separate de 3,2 V și să adăugați un singur BMS extern pentru a opera întreaga bancă simultan.

Trebuie să cumpărați nou-nouț, celule de grad A dacă doriți să vă asamblați propria bancă de baterii din celule individuale.

Multe dintre achizițiile online ieftine din China sunt celule second-hand care sunt adesea înlocuite într-o sursă de alimentare neîntreruptibilă (UPS) sau alt dispozitiv similar utilizat de o bancă de stocare a datelor.

În ciuda posibilității de noroc, într-adevăr nu merită șansa, deoarece va fi aproape imposibil să îți recuperezi banii.

Este ideal ca celulele să fi avut capacitatea testată și să ajungă la un nivel de tensiune relativ similar, dar trebuie să le echilibrezi inițial pentru a fi sigur.

Deși este fezabil, nu este recomandat să folosiți LFP-uri pentru operarea propulsorului de prova și a șantinului de ancoră. Majoritatea nu vor funcționa indiferent de la momentul instantaneu, cerințele de curent ridicate ale acestor dispozitive depășesc frecvent pragul de ieșire al BMS-ului lor.

Partea unei instalări LFP care ridică cele mai multe întrebări este cum să configurați corect dispozitivul pentru încărcare.

Judecățile personale și practice trebuie făcute ca și în cazul altor lucruri pe o barcă, și multe dintre acestea se pot schimba în funcție de dimensiunea și tipul bărcilor.

Îmbunătățirea longevității celulare

Bateriile LFP pot fi încărcate și descărcate la rate semnificativ mai mari – chiar și până la 1C – decât cu plumb-acid (THE) feluri deoarece au rezistență mult mai mică (1 x capacitate, sau 100A pentru o baterie de 100Ah).

Încărcarea trebuie să se oprească atunci când curentul de încărcare scade la 0,015C și 0,03C pentru a preveni supraîncărcarea bateriilor.. Cu toate acestea, ele sunt de obicei încărcate la 0,5C și 1,0C până în acel moment.

Unii producători chiar vă sfătuiesc să opriți încărcarea la 0,1C pentru a reduce și mai mult stresul bateriei și pentru a le prelungi viața.. Deoarece SOC poate atinge vârful când bateria LFP este încărcată doar la jumătate, nu poate fi identificat doar prin tensiunea bateriei. În plus, o baterie LFP de 12,8V complet încărcată are o tensiune de repaus de 13,4V–13,6V, care este semnificativ mai mare decât 12,7V a unei baterii tipice plumb-acid. Când o baterie LA ar trebui să fie la 11,8 V, va citi în continuare 13V la 20% Soc.

Încărcarea bateriei

1.

Cum să configurați încărcarea alternatorului pentru a se potrivi instalației dvs. și oricărui echipament curent pe care intenționați să îl păstrați este unul dintre cele mai nedumeritoare aspecte ale unei upgrade LFP.

Datorită rezistenței sale interne extrem de scăzute, o baterie LFP va lua cât mai mult curent de la alternator. Înfășurarea alternatorului ar muri în cele din urmă din cauza supraîncălzirii dacă aceasta ar rămâne necontrolată.

Probabil vei supraîncărca alternatorul, releul de detectare a tensiunii (VSR), dacă lăsați o baterie de pornire a motorului LA conectată direct la ieșirea alternatorului și încărcați banca de agrement LFP în loc de banca de baterii domestice LA folosind un VSR. În realitate, chiar dacă VSR-ul ar supraviețui acestei stări, nu ar funcționa așa cum ar trebui, deoarece releul ar trebui să rămână cuplat constant din cauza tensiunii de repaus mai mare a LFP.

Instalarea unui regulator de alternator inteligent extern este un remediu sugerat. Acest dispozitiv va fi echipat cu senzori de temperatura pentru baterie si alternator, și va regla încărcarea după cum este necesar pentru a menține alternatorul într-un interval de temperatură de funcționare sigur, permițând în același timp băncii LFP să primească cantitatea maximă de încărcare.

2.

Instalarea unui DC-DC (B2B) încărcătorul dintre bateria de pornire și banca de casă LFP în timp ce încărcarea bateriei de pornire direct de la alternator este o strategie populară pentru simplitatea sa.

Principalul beneficiu al acestei abordări este că un încărcător DC-DC va menține utilizarea curentă a alternatorului și a pornirii bateriei la un nivel minim, garantând, de asemenea, că parametrii de încărcare de ieșire sunt perfect compatibili cu banca de casă LFP..

În plus, deoarece poate continua să încarce bateria de pornire în mod normal, chiar dacă LFP BMS se oprește din orice motiv, diodele alternatorului sunt protejate.

Singurul dezavantaj semnificativ este că cantitatea de încărcare care poate fi trimisă băncii va fi constrânsă de puterea maximă a încărcătorului DC-DC. Dacă este necesar un curent de încărcare total mai mare, acest dezavantaj poate fi evitat prin conectarea mai multor încărcătoare DC-DC în paralel.

Temperatura reglata

1.

Am aflat recent despre o tehnică cunoscută sub numele de “strânsoarea pantofilor,” cunoscut uneori ca “reglare fir lung.”

Aceasta presupune conectarea directă a alternatorului, care are un regulator integrat, către banca LFP, reglarea diametrului și a lungimii cablului pentru a controla cantitatea de curent absorbită, și determinarea rezistenței necesare folosind legea lui Ohm pentru a reduce curentul de încărcare la un nivel care se află în limitele de sarcină de lucru sigure ale alternatorului. În timp ce acest principiu este valabil, Utilizarea unui fir ca rezistor va provoca încălzirea firului și nu este recomandată de organizațiile profesionale de electricitate maritimă. De asemenea, este puțin probabil ca companiile de asigurări să susțină această practică în cazul unui accident.

2.

O problemă cu bateriile LFP ale “drop-in” Varietatea este că BMS-ul nu va mai furniza energie bateriei atunci când stabilește că este complet încărcată.

Va fi acceptabil dacă acesta este un încărcător solar sau DC-DC. Cu toate acestea, daca este alternatorul tau, oprirea imediată a sarcinii va distruge cu siguranță diodele de ieșire.

in sfarsit, este esențial să rețineți că bateriile LFP nu vor primi nicio încărcare la 0°C sau mai puțin.

Astfel, trebuie să setați cutia bateriei pe suporturi termice pentru a menține o temperatură de 5°C sau mai mare dacă scade frecvent la acel nivel..

În cele din urmă vor accepta plata, dar va fi o utilizare considerabilă a energiei ca urmare.

Când treceți la bateriile LFP, există un alt aspect fizic crucial de reținut.

Trebuie să vă asigurați că cureaua de transmisie poate suporta sarcina crescută a alternatorului cauzată de ratele de încărcare mai mari.

Asigurați-vă că cureaua este genul potrivit, în formă bună, și este tensionat corespunzător.

Numai alternatoarele cu putere nominală de până la 75A pot folosi o centură în V obișnuită.

Peste aceasta, o curea și scripete puternice, cum ar fi transmisia cu curele serpentine multicanal, sunt necesare.

Diverse configurații de baterie

Următoarele sunt primele trei tehnici de instalare pentru bateriile de casă LFP și pornirea motorului LA:

Energia solară sau un alternator pot încărca o baterie a casei. Pro: Cel mai mic risc de eșec; simplu si sigur. Contra: Orice încărcare suplimentară ar fi irosită odată ce fiecare baterie și-a atins capacitatea maximă.

Solar pentru a porni casa, alternatorul pentru a porni bateria, sau un încărcător DC-DC pentru a porni casa. Pozitive: LFP de casă este încărcat la setările LFP corespunzătoare, iar alternatorul este protejat împotriva deconectărilor neașteptate. Contra: Rata maximă de încărcare este limitată de încărcătoarele DC-DC.

DC-DC de la casă la bateria de pornire prin alternator și energie solară. Pozitive: Încărcare mai rapidă datorită taxei maxime a LFP house bank. Contra: Reglarea externă a alternatorului este necesară pentru a preveni supraîncălzirea alternatorului.