lifepo4-akkutekniikka

Mikä on litiumakkutekniikka?

Litiumparistot ovat erillään muista paristokemikaaleista, koska niillä on suuri energiatiheys ja alhaiset syklihinnat. "Litiumparisto" on kuitenkin epäselvä termi. Litiumparistoilla on noin kuusi tavallista kemiaa, joilla kaikilla on omat ainutlaatuiset edut ja haitat. Uusiutuvan energian sovelluksissa vallitseva kemia on Litium-rautafosfaatti (LiFePO4). Tällä kemialla on erinomainen turvallisuus, erinomainen lämpöstabiilisuus, korkeat virta-arvot, pitkä käyttöikä ja suvaitsevaisuus väärinkäyttöön.

Ratkaisumme

Litium-rautafosfaatti (LiFePO4) on erittäin vakaa litiumkemia verrattuna melkein kaikkiin muihin litiumkemioihin. Akku on koottu luonnollisesti turvalliseen katodimateriaaliin (rautafosfaatti). Verrattuna muihin litiumkemikaaleihin rautafosfaatti edistää vahvaa molekyylisidosta, joka kestää äärimmäisiä latausolosuhteita, pidentää syklin elämää ja ylläpitää kemiallista eheyttä monien syklien ajan. Tämä antaa näille paristoille suuren lämpöstabiilisuuden, pitkän käyttöiän ja suvaitsevaisuuden väärinkäyttöön. LiFePO4-paristot niillä ei ole taipumusta ylikuumenemiseen, eivätkä ne ole alttiina termiselle pakenemiselle, eivätkä siksi kuumene tai syty liian tiukan väärinkäytön tai ankarien ympäristöolosuhteiden alaisina.

Toisin kuin tulvat lyijyhappo- ja muut akkukemiat, litiumakut eivät tuuleta vaarallisia kaasuja, kuten vetyä ja happea. Ei ole myöskään vaaraa altistumisesta syövyttäville elektrolyytteille, kuten rikkihapolle tai kaliumhydroksidille. Useimmissa tapauksissa näitä paristoja voidaan säilyttää suljetuissa tiloissa ilman räjähdysvaaraa, ja oikein suunnitellun järjestelmän ei pitäisi edellyttää aktiivista jäähdytystä tai tuuletusta.

PARISTOT LIFEPO 4

Litiumparistot ovat kokoonpano, joka koostuu monista kennoista, kuten lyijyakut ja monet muut paristotyypit. Lyijyakkujen nimellisjännite on 2 V / kenno, kun taas litiumakkujen nimellisjännite on 3.2 V. Siksi 12 V: n akun saavuttamiseksi sinulla on yleensä neljä solua kytkettynä sarjaan. Tämä tekee a: n nimellisjännitteestä LiFePO4 12.8 V. Kahdeksan sarjaan kytkettyä solua tekevät a 24V akku nimellisjännitteellä 25.6 V ja XNUMX kennoa sarjaan kytkettynä tekevät a 48V akku nimellisjännitteellä 51.2 V. Nämä jännitteet toimivat erittäin hyvin tyypillisen kanssa 12 V, 24 V ja 48 V taajuusmuuttajat.

Litiumparistoja käytetään usein lyijyhappoakkujen suoraan korvaamiseen, koska niillä on hyvin samanlaiset latausjännitteet. Nelisoluinen LiFePO4-akku (12.8 V), maksimi latausjännite on tyypillisesti välillä 14.4 - 14.6 V (valmistajan suosituksista riippuen). Litiumparistolle on ainutlaatuista, että sitä ei tarvitse absorbointilatausta eikä sitä pidetä vakiojännitetilassa merkittävän ajanjakson ajan. Tyypillisesti, kun akku saavuttaa enimmäislatausjännitteen, sitä ei tarvitse enää ladata. LiFePO4-akkujen purkausominaisuudet ovat myös ainutlaatuiset. Purkautumisen aikana litiumparistoilla on paljon suurempi jännite kuin lyijyakkuilla tyypillisesti kuormitettuna. Ei ole harvinaista, että litiumakku pudottaa vain muutaman kymmenesosan voltin täydestä latauksesta tyhjentyneeseen 75 prosenttiin. Tämän vuoksi voi olla vaikeaa kertoa, kuinka paljon kapasiteettia on käytetty ilman akunvalvontalaitteita.

ess paristo

Merkittävä etu litiumille lyijyakkuihin verrattuna on, että ne eivät kärsi alijäämäpyörityksestä. Pohjimmiltaan tämä on silloin, kun akkuja ei voi ladata kokonaan ennen kuin ne puretaan uudelleen seuraavana päivänä. Tämä on erittäin suuri ongelma lyijyakkujen kanssa ja voi edistää merkittävää levyn hajoamista, jos sitä toistetaan toistuvasti tällä tavalla. LiFePO4-akkuja ei tarvitse ladata täyteen säännöllisesti. Itse asiassa on mahdollista parantaa hieman elinajanodotetta pienellä osalatauksella täyden latauksen sijaan.

Tehokkuus on erittäin tärkeä tekijä aurinkosähköjärjestelmiä suunniteltaessa. Keskimääräisen lyijyakun edestakainen hyötysuhde (täydestä tyhjään ja takaisin täyteen) on noin 80%. Muut kemiat voivat olla vielä pahempia. Lithium Iron Phosphate -akun edestakainen energiatehokkuus on yli 95-98%. Pelkästään tämä on merkittävä parannus järjestelmille, jotka nälkää aurinkoenergiaa talvella, polttoainesäästöt generaattorin lataamisesta voivat olla valtavia. Lyijyakkujen absorptiolatausvaihe on erityisen tehoton, minkä seurauksena hyötysuhde on 50% tai jopa vähemmän. Ottaen huomioon, että litiumakut eivät absorboi latausta, latausaika täysin tyhjentyneestä täysin täyteen voi olla jopa kaksi tuntia. On myös tärkeää huomata, että litiumakku voi läpikäydä melkein täydellisen purkautumisen ilman merkittäviä haitallisia vaikutuksia. On kuitenkin tärkeää varmistaa, että yksittäiset solut eivät purkaudu liikaa. Tämä on integroitujen tehtävä Akunhallintajärjestelmä (BMS).

24v 250ah litiumioniakku

Litiumparistojen turvallisuus ja luotettavuus ovat suuri huolenaihe, joten kaikkien kokoonpanojen tulisi olla integroituja Akunhallintajärjestelmä (BMS). BMS on järjestelmä, joka seuraa, arvioi, tasapainottaa ja suojaa soluja "turvallisen käyttöalueen" ulkopuolella tapahtuvalta toiminnalta. BMS on tärkeä litiumakkujärjestelmän turvakomponentti, joka valvoo ja suojaa akun kennoja ylivirralta, ali- / ylijännitteeltä, ali- / ylilämpötilalta ja muulta. LiFePO4-kenno vaurioituu pysyvästi, jos kennon jännite putoaa koskaan alle 2.5 V: n, se vaurioituu myös pysyvästi, jos kennon jännite nousee yli 4.2 V: iin. BMS valvoo kutakin solua ja estää solujen vaurioitumisen ali- / ylijännitteen sattuessa.

BMS: n toinen tärkeä tehtävä on tasapainottaa pakkaus latauksen aikana, mikä takaa, että kaikki solut saavat täyden latauksen ilman ylilatausta. LiFePO4-akun solut eivät tasapainoa automaattisesti lataussyklin lopussa. Solujen läpi kulkevassa impedanssissa on pieniä vaihteluita, joten mikään solu ei ole 100% identtinen. Siksi, kun niitä ajetaan, jotkut solut latautuvat kokonaan tai purkautuvat aikaisemmin kuin toiset. Solujen välinen varianssi kasvaa merkittävästi ajan myötä, jos solut eivät ole tasapainossa.

In lyijyakut, virta kulkee edelleen, vaikka yksi tai useampi kenno olisi ladattu täyteen. Tämä on seurausta elektrolyysi tapahtuu akussa, vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi. Tämä virta auttaa lataamaan muut solut täysin, tasapainottaen siten luonnollisesti kaikkien solujen varauksen. Täyteen ladatulla litiumkennolla on kuitenkin erittäin suuri vastus ja hyvin vähän virtaa. Siksi viivästyneitä soluja ei ladata kokonaan. Tasapainotuksen aikana BMS kohdistuu pieneen kuormitukseen täysin ladattuihin soluihin estäen sen ylikuormitusta ja antaa muiden solujen kiinni.

energian varastointiratkaisut

Litiumparistot tarjoavat monia etuja verrattuna muihin akkukemikaaleihin. Ne ovat turvallinen ja luotettava akkuratkaisu, ilman pelkoa termisestä pakenemisesta ja / tai katastrofaalisesta sulamisesta, mikä on merkittävä mahdollisuus muiden litiumakkutyyppien kanssa. Nämä paristot tarjoavat erittäin pitkän käyttöiän, ja joillakin valmistajilla on jopa takuuparistot jopa 10,000 jaksolle. Korkean purkautumis- ja latausnopeuden ollessa yli C / 2-jatkuvan ja edestakaisen hyötysuhteen jopa 98%, ei ole mikään ihme, että nämä akut ovat saamassa vetovoimaa teollisuudessa. Litium-rautafosfaatti (LiFePO4) on täydellinen energian varastointiratkaisu.