نمودار ولتاژ سلول LiFePO4: راهنمای جامع (3.2 ولت 12 ولت 24 ولت 36 ولت 48 ولت 72 ولت)

باتری لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) (به اختصار LFP) از لیتیوم آهن فسفات به عنوان ماده الکترود مثبت، الکترود گرافیت کربن و فلز به عنوان الکترود منفی استفاده می‌کند. به دلیل هزینه پایین، چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی، ایمنی و پایداری، به طور گسترده در وسایل نقلیه الکتریکی، چرخ دستی‌های گلف، لیفتراک‌ها، RVها، ماشین‌های کف، بالابرهای قیچی، سکوهای کار هوایی، دریایی، حمل و نقل فرودگاهی، انبارداری خانگی و ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری استفاده می‌شود.

از یک ولت‌متر LiFePO4 برای نظارت بر عملکرد، سلامت و شرایط شارژ و دشارژ باتری LiFePO4 خود استفاده کنید. این کار استفاده بهینه را تضمین کرده و طول عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.

مبانی ولتاژ باتری LiFePO4

برای درک بهتر ولتاژ باتری LiFepo4، اوe چند تعریف اساسی هستند.

ولتاژ اسمی– ۳.۲۵ ولت ولتاژ اسمی باتری است. ولتاژ استاندارد برای نظارت بر شارژ و دشارژ باتری استفاده می‌شود.

ولتاژ ذخیره سازی– ۳.۲ ولت-۳.۴ ولت اگر باتری برای مدت طولانی استفاده نمی‌شود، باید در این ولتاژ ایده‌آل نگهداری شود. ولتاژ ذخیره‌سازی، اتلاف ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد و در نتیجه عملکرد صحیح باتری را تضمین می‌کند.

ولتاژ کاملاً شارژ شده– تا ۳.۶۵ ولت شارژ شده است که حداکثر ولتاژ است. اگر باتری بالاتر از این سطح شارژ شود، ممکن است آسیب جبران‌ناپذیری ایجاد کند.

ولتاژ تخلیه– حداقل ولتاژ دشارژ ۲.۵ ولت است. دشارژ باتری زیر این ولتاژ به کاربران توصیه نمی‌شود. اگر باتری بیش از حد مجاز دشارژ شود، ممکن است آسیب ببیند.

تخلیه عمیق– در این حالت، ولتاژ پایین‌تر از سطح توصیه‌شده است. پس از دشارژ عمیق، باتری LiFePO4 ممکن است به‌طور کامل از کار بیفتد.

 

ولت متر LiFePO4: 12 ولت 24 ولت 36 ولت 48 ولت 72 ولت

ولتاژ سنج باتری 3.2 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: ۳.۲ ولت
•ولتاژ شارژ: ۳.۶۵ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: ۲.۵ ولت

نمودار ولتاژ باتری 3.2 ولت LiFePO4

ولتاژ یک سلول LiFePO4 معمولاً 3.2 ولت است. در حالت شارژ کامل، ولتاژ 3.65 ولت و در حالت دشارژ کامل، ولتاژ 2.5 ولت است.

 

ولتاژ سنج باتری 12 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: ۱۲.۸ ولت
•ولتاژ شارژ: ۱۴.۶ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: 10 ولت

۱۲ ولت ولتاژ ایده‌آل برای دوچرخه‌های برقی است،موتورهای ترولینگ،دریاییباتری‌ها وسکوی کار هواییتجهیزات و انرژی خورشیدی خانگی

باتری ۱۲ ولتی LiFePO4 جایگزین بسیار خوبی برای باتری سرب-اسید ۱۲ ولتی است و با موفقیت جایگزین باتری‌های سرب-اسید در کاربردهای مختلف شده است. ولتاژ باتری در حالت شارژ کامل ۱۴.۶ ولت است و در حالت دشارژ کامل به ۱۰ ولت کاهش می‌یابد.

نمودار ولتاژ باتری 12 ولت LiFePO4

نمودار زیر افت ولتاژ را در زمان واقعی با کاهش ظرفیت باتری نشان می‌دهد.

 

ولتاژ سنج باتری 24 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: ۲۵.۶ ولت
•ولتاژ شارژ: ۲۹.۲ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: 20 ولت

باتری‌های 24 ولتی LiFePO4 برای استفاده با موتورهای قایق‌رانی، بالابرهای قیچی، بالابرهای بوم‌دار، جاروها، ماشین‌های کف‌پوش و ... مناسب هستند.RV هاانرژی.
شما می‌توانید یکباتری 24 ولت LiFePO4یا می‌توانید دو باتری ۱۲ ولتی LiFePO4 یکسان را به صورت سری خریداری کنید.

نمودار ولتاژ باتری 24 ولت LiFePO4

 

ولتاژ سنج باتری 36 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: 38.4 ولت
•ولتاژ شارژ: ۴۳.۸ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: 30 ولت

چرخ دستی های گلف، اتومبیل های برقی جامعه، UTV، ATV بسیار مناسب هستند باتری‌های ۳۶ ولتی LiFePO4

نمودار ولتاژ باتری 36 ولت LiFePO4

متر ولتاژ باتری 48 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: 51.2 ولت
•ولتاژ شارژ: ۵۸.۴ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: 40 ولت

۴۸ ولت بهترین انتخاب برای سیستم خورشیدی خانگی استپاوروال ۵ کیلووات ساعتی،پاوروال ۱۰ کیلووات ساعتی، برقیچرخ دستی های گلف،سکوی کار هواییتجهیزات

نمودار ولتاژ باتری 48 ولت LiFePO4

 

متر ولتاژ باتری 72 ولت LiFePO4

•ولتاژ اسمی: 76.8 ولت
•ولتاژ شارژ: ۸۷.۶ ولت
•ولتاژ قطع تخلیه: 60 ولت

طراحی شده برای چرخ دستی‌های گلف ۷۲ ولتی،اتومبیل‌های برقی، اتومبیل‌های تور ۶ نفره به بالا، وموتورهای قایق.

 

نمودار ولتاژ باتری 72 ولت LiFePO4

چه رابطه‌ای بین وضعیت شارژ (SOC) و ولتاژ باتری LiFePO4 وجود دارد؟

وضعیت شارژ (SOC) یک باتری، میزان شارژ آن را نسبت به ظرفیتش نشان می‌دهد. از نظر SOC، 0٪ به معنای خالی یا دشارژ شدن و 100٪ به معنای شارژ کامل است.

DOD یکی دیگر از معیارهای مرتبط با SOC است که به صورت ۱۰۰ محاسبه می‌شود - SOC (۱۰۰٪ شارژ کامل، ۰٪ تخلیه شده). در حالی که SOC عموماً وضعیت فعلی باتری را هنگام استفاده نشان می‌دهد، DOD عموماً عمر مفید باتری را پس از چرخه‌های مکرر شارژ و دشارژ نشان می‌دهد.

وقتی باتری به حالت شارژ پایین (نزدیک به 0٪) می‌رسد، سیستم مدیریت باتری (BMS) برای جلوگیری از تخلیه بیش از حد وارد عمل می‌شود. به طور مشابه، وقتی باتری به حالت شارژ بالا (نزدیک به 100٪) می‌رسد، شارژ برای محافظت از باتری کند یا متوقف می‌شود.

مثال: ظرفیت دشارژ یک باتری ۱۰۰ آمپرساعت، ۳۰ آمپرساعت است. در نتیجه، SOC برابر با ۳۰٪ است. پس از شارژ باتری تا ۱۰۰ آمپرساعت و دشارژ آن تا ۷۰ آمپرساعت، ۳۰ آمپرساعت باقی می‌ماند.

نمودار زیر همبستگی بین SOC و ولتاژ LiFePO4 را برای یک باتری لیتیومی نشان می‌دهد:

 

منحنی شارژ

ولتاژ: عموماً اعتقاد بر این است که هرچه ولتاژ اسمی باتری بالاتر باشد، شارژ کامل‌تری دارد. یک باتری LiFePO4 با ولتاژ 3.2 ولت زمانی کاملاً شارژ شده است که به 3.65 ولت برسد.

کولن‌متر: این دستگاه جریان ورودی و خروجی باتری را اندازه‌گیری می‌کند و نرخ شارژ و دشارژ باتری را بر حسب آمپر-ثانیه (As) اندازه‌گیری می‌کند.

وزن مخصوص: برای اندازه‌گیری SOC به یک هیدرومتر نیاز است. از خاصیت شناوری یک مایع می‌توان برای اندازه‌گیری چگالی آن استفاده کرد.

منحنی تخلیه باتری LiFePO4

دشارژ به فرآیند استخراج انرژی الکتریکی از باتری برای تغذیه یک دستگاه الکترونیکی اشاره دارد. منحنی دشارژ باتری معمولاً نشان دهنده رابطه بین ولتاژ و زمان دشارژ است. شکل زیر منحنی دشارژ یک باتری 12 ولتی LiFePO4 را در نرخ های دشارژ مختلف نشان می دهد.

عمق دشارژ یکی از مهمترین عوامل در افزایش طول عمر باتری است. به طور خلاصه، هر چه تعداد دفعات شارژ و دشارژ باتری LiFePO4 بیشتر باشد، طول عمر آن کمتر می شود.

جدول زیر جریان دشارژ باتری‌های مختلف ah را در 7 دقیقه و 30 دقیقه نشان می‌دهد.

پارامترهای شارژ باتری LiFePO4

عملکرد، سلامت و دوام باتری توسط پارامترهای شارژ توصیه شده تضمین می‌شود. در طول شارژ، هر کاربر باید به این پارامترها پایبند باشد. برای اطمینان از ذخیره انرژی کارآمد و طول عمر بیشتر، مطمئن شوید که باتری بیش از حد یا کمتر از حد مجاز شارژ نشده است. جدولی از پارامترهای شارژ باتری LiFePO4 را می‌توانید در زیر مشاهده کنید.

 

ولتاژ ثابت باتری LiFePO4، شارژ شناور و ولتاژ برابرسازی

باتری‌های LiFePO4 سه مرحله ولتاژ دارند: حجمی، شناور و متعادل‌کننده. در مرحله حجمی، یک جریان ثابت به باتری اعمال می‌شود تا به سرعت تا یک ولتاژ مشخص شارژ شود. در مرحله شناور، یک ولتاژ نگهداری به باتری اعمال می‌شود. در نتیجه، راندمان و عمر باتری افزایش می‌یابد. مرحله متعادل‌کننده ضمن تضمین شارژ یکنواخت، سلول‌ها را متعادل می‌کند.

 

انواع دیگر باتری‌ها و نمودارهای ولتاژ آنها

باتری‌های سرب-اسید

باتری‌های سرب-اسید بخش زیادی از انرژی مورد نیاز برای روشن کردن موتور را فراهم می‌کنند. اگرچه ارزان هستند، اما چگالی انرژی پایین‌تر و طول عمر کوتاه‌تری نسبت به فناوری‌های جدیدتر دارند و برای اطمینان از طول عمر بالا، نیاز به نگهداری منظم دارند.

ولت متر باتری سرب-اسید 6 ولتی

باتری لیتیوم-یون

باتری‌های لیتیوم-یونی به دلیل چگالی انرژی چشمگیر و ویژگی‌های سبک وزن خود، در الکترونیک معاصر محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. این باتری‌ها که اغلب در گجت‌های قابل حمل و وسایل نقلیه الکتریکی یافت می‌شوند، در مقایسه با باتری‌های معمولی، طول عمر و عملکرد بهتری دارند.

باتری‌های لیتیوم-یونی با توجه به کارایی و قابلیت شارژ سریع، اغلب گزینه‌ی ترجیحی برای طیف وسیعی از کاربردها هستند.

ولت متر باتری لیتیوم-یون تک سلولی 12 ولت 24 ولت 48 ولت

باتری چرخه عمیق

باتری‌های لیتیوم-یونی در کاربردهایی که نیاز به خروجی انرژی پایدار دارند، مانند سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و وسایل نقلیه تفریحی، عملکرد بهتری نسبت به باتری‌های سرب-اسید معمولی دارند.

برخلاف باتری‌های سرب-اسید سنتی (FLA)، فناوری‌های مدرن سرب-اسید با تنظیم دریچه (VRLA)، از جمله باتری‌های AGM و Gel، عمق دشارژ بیشتری را ارائه می‌دهند. به‌طورکلی، این گزینه‌های جدیدتر در مقایسه با باتری‌های FLA، چرخه عمر طولانی‌تری دارند و به نگهداری کمتری نیاز دارند.

ولت متر باتری سیکل عمیق ۱۲ ولت ۲۴ ولت ۴۸ ولت

مجمع عمومی سالیانه

باتری‌های AGM (Absorbent Glass Mat) نوعی باتری سرب-اسیدی هستند که به دلیل قابلیت اطمینان و طول عمر بالا شناخته شده‌اند. آن‌ها به نگهداری بسیار کمی نیاز دارند و در دماهای بسیار بالا عملکرد خوبی دارند و در این شرایط از باتری‌های سرب-اسیدی سنتی بهتر عمل می‌کنند. به دلیل عملکرد قابل اعتماد و طول عمر بالای آن‌ها، باتری‌های AGM اغلب در سیستم‌های برق پشتیبان و کاربردهای خارج از شبکه استفاده می‌شوند.

متر ولتاژ باتری AGM 12V 24V 48V

 

 

نحوه بررسی ظرفیت باتری LiFePO4

بهترین راه برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت شماباتری LiFePO4بررسی و نظارت منظم آن است. باتری‌های LiFePO4 را می‌توان با استفاده از روش‌های زیر به طور دقیق اندازه‌گیری کرد.

·با استفاده از یکمولتی‌متر–

مولتی‌مترها ولتاژ و ظرفیت باتری را به طور دقیق اندازه‌گیری می‌کنند.

· باتریمانیتور-

ظرفیت باتری را می‌توان با این روش تست باتری قابل اعتماد تعیین کرد. علاوه بر ارزیابی سلامت، ظرفیت، ولتاژ و انرژی دشارژ باتری، مانیتور باتری عمر آن را پیش‌بینی می‌کند.

· شارژ خورشیدیکنترل‌کننده-

ظرفیت باتری LiFePO4 توسط کنترل‌کننده‌های شارژ خورشیدی بررسی می‌شود. سیستم‌های برق خورشیدی می‌توانند از این روش بهره‌مند شوند.

· برنامهنظارت-

باتری‌های LiFePO4 را می‌توان از راه دور با برخی از باتری‌ها کنترل و نظارت کرد. برنامه‌های گوشی‌های هوشمند به شما امکان می‌دهند عملکرد، ولتاژ و سایر ویژگی‌ها را کنترل کنید.

فرمول محاسبه ظرفیت باتری عبارت است از: ظرفیت = جریان تخلیه (A) × زمان تخلیه (ساعت).

تجسم ساختار و اصل کار باتری LiFePO4

ساختار

در سمت چپ، LiFePO4 الکترود مثبت است که توسط فویل آلومینیومی به الکترود مثبت باتری متصل شده است. در وسط، جداکننده پلیمری به یون‌های لیتیوم (Li+) اجازه عبور می‌دهد در حالی که الکترون‌ها (e-) را مسدود می‌کند. مس، الکترود منفی باتری را به الکترود منفی کربن (گرافیت) در سمت راست متصل می‌کند.

چگونه LiFePO4 کار می کند

فرآیند شارژ:

وقتی LiFePO4 اکسید می‌شود، یون‌های لیتیوم (Li+) و الکترون‌ها (e-) آزاد می‌شوند.

یک الکترود منفی، یون‌های لیتیوم (Li+) را که از الکترولیت و جداکننده عبور می‌کنند، دریافت می‌کند.

الکترود منفی یک الکترود، یون‌های لیتیوم (Li+) را در کربن (گرافیت) ذخیره می‌کند.

فرآیند تخلیه:

از طریق الکترولیت و جداکننده، یون‌های لیتیوم (Li+) از الکترود منفی به الکترود مثبت حرکت می‌کنند.

یک واکنش کاهش بین یون‌های لیتیوم (Li+) و LiFePO4 در الکترود مثبت رخ می‌دهد و الکترون‌ها (e-) آزاد می‌شوند.

یک دستگاه منبع تغذیه توسط الکترون‌های آزاد شده (e-) که از مدار خارجی عبور می‌کنند، تغذیه می‌شود.

یون‌های لیتیوم (Li+) و الکترون‌ها (e-) در باتری در طول شارژ و دشارژ به چرخه خود ادامه می‌دهند.

عوامل مؤثر بر چرخه عمر باتری‌های LiFePO4

جدول عمق تخلیه و چرخه عمر باتری لیتیوم فسفات آهن ۱۲ ولتی

·شارژ و دشارژ

مهم است که باتری بیش از حد شارژ یا بیش از حد دشارژ نشود. اتصال و جدا کردن شارژر در زمان مناسب ضروری است. عمر چرخه باتری تحت تأثیر شارژ و دشارژ بیش از حد قرار می‌گیرد.

·عمقتخلیه

برای افزایش علمی عمر باتری‌های لیتیوم آهن فسفات، باید تا حد امکان از تخلیه‌های عمیق جلوگیری شود.

·محیط کار

برای جلوگیری از تأثیر بر فعالیت باتری LiFePO4، از باتری در محیط با دمای بالا یا پایین استفاده نکنید. اگر قرار است باتری در دمای پایین‌تری استفاده شود، باتری LiFePO4 گرم‌شده بهترین انتخاب است.

تخلیه بیش از حد هر باتری LiFePO4 می‌تواند منجر به آسیب جبران‌ناپذیر و کاهش طول عمر آن شود. برای بهینه‌سازی طول عمر، توصیه می‌شود عمق تخلیه را زیر 80٪ نگه دارید.

چگونه طول عمر باتری LiFePO4 را افزایش دهیم؟

 

نتیجه‌گیری

این نمودارهای ولتاژ LiFePO4، مروری جامع بر ویژگی‌های ولتاژ باتری‌های LiFePO4 و همچنین ظرفیت، چرخه شارژ و طول عمر آنها ارائه می‌دهند. به منظور بهینه‌سازی عملکرد و طول عمر باتری‌های LiFePO4، کاربران می‌توانند به این نمودار مراجعه کنند.

با استفاده از این نمودارهای ولتاژ، کاربران می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌ای در مورد سطح ولتاژ، چرخه‌های شارژ و طول عمر باتری بگیرند و از عملکرد بهینه و طول عمر باتری‌های LiFePO4 اطمینان حاصل کنند.

 

سوالات متداول

چگونه بفهمیم باتری LiFePO4 ما خراب است؟

البته، یک باتری تا ابد دوام نخواهد آورد. باید بیش از یک دهه دوام بیاورد. اگر متوجه هر یک از علائم زیر شدید، ممکن است باتری شما خراب باشد.

· شارژ شدن به طور غیرمعمول طولانی طول می‌کشد

· باتری شارژ نمی‌شود

· تورم باتری

· وقتی باتری کاملاً شارژ شده اما دستگاه خاموش می‌شود

 

ولتاژ شارژ LiFePO4 چقدر است؟

حداقل آسیب ولتاژ برای LiFePO4 چقدر است؟