Литиевая батарея своими руками: спустя 2 года моя самодельная установка все еще работает

Aug 28, 2023

Спустя два года после того, как он построил его, инженер Энди Паг делится некоторыми удивительными уроками о производительности своей домашней литиевой батареи…

Лагуна Энди Пага 410 Кушла

Все наши энергетические потребности для двоих из нас, постоянно проживающих на борту «Кушлы» в течение последних двух лет, удовлетворялись литиевым аккумулятором, который я собрал из отдельных литиевых элементов.

Я использовал 16 ячеек LiFePo4, каждая на напряжение 3,2 В и 120 Ач. Соединив параллельно четыре элемента, я создал то, что я называю «суперячейкой» 3,2 В, 480 Ач, и последовательно соединил четыре суперячейки, чтобы создать батарею емкостью 480 Ач, 12 В. У меня есть система мониторинга батареи Daly (BMS), рассчитанная на ток 250 А. Это защищает литиевую батарею несколькими способами.

Во-первых, он действует как расцепитель на 250А. Технически литиевые батареи разряжаются и заряжаются при токе, эквивалентном 1С (их номинальный ток в ампер-часах), то есть в моем случае 480А, но на лодке нет ничего, что могло бы потреблять столько, поэтому 250А — хороший запас прочности. Во-вторых, он защищает отдельные клетки, поддерживая их баланс.

Продолжение статьи ниже…

Владельцы лодок издавна полагались на свинцово-кислотную батарею для запуска двигателей, электрического освещения, а в наши дни…

Но даже у лучших литиевых батарей есть недостатки, пишет Эмрис Баррелл. Во-первых, это стоимость: до…

Ключом к хорошей емкости литиевой батареи является баланс всех ячеек. При создании батареи первым шагом является «максимальная балансировка» ячеек; соедините все элементы параллельно и зарядите их до 3,65В.

Это напряжение, при котором они почти все заряжены на 100%. Затем, когда ток течет в батарею и выходит из нее, все ячейки будут подниматься и опускаться вместе. Однако со временем одна или две ячейки могут смещаться, и это означает, что когда вы подаете зарядку 14,6 В, напряжение некоторых ячеек будет ниже, а некоторые будут выше 3,65 В.

Перезарядка может повредить их или, что еще хуже, привести к перегреву. Я обнаружил, что функция балансировки BMS на самом деле не способна справиться с большими суперэлементами емкостью 480 Ач, и каждые 12 месяцев мне приходилось разбирать аккумулятор и снова балансировать его. Вся операция занимает около суток, если правильно ее спланировать.

В домашней литиевой аккумуляторной батарее Энди Пага емкостью 480 Ач, сделанной своими руками, используются отдельные литиевые элементы, соединенные последовательно и параллельно. Он может питать от своей литиевой батареи все — от чайника, тостера и стиральной машины, но не все одновременно. Ограничивающим фактором является инвертор лодки, а не литиевые элементы.

LiFePo4 также не любит заряжаться при температуре ниже нуля. Система управления аккумулятором защищает от этого, отключая аккумулятор. Если ваша лодка находится в холодном климате, подумайте о том, как создать обогреваемое пространство вокруг аккумулятора, чтобы вас не отключили, когда наступит гололед.

Я выбрал ячейки самой большой емкости, доступные на тот момент. Я полагал, что, используя элементы питания, если какой-либо из них выйдет из строя, я смогу заменить его, не покупая совершенно новую батарею. Но всего год спустя аккумуляторы емкостью 120 Ач практически устарели, и их, конечно, было трудно найти.

Самое близкое, что я смог найти, было 240 Ач. Темпы развития и падения цен были поразительными. Теперь, если одна из моих ячеек умрет, мне придется модернизировать всю систему.

Профессиональные инструменты: дешевый источник питания для верхних балансировочных ячеек и хорошие обжимные инструменты для плотных, не подверженных коррозии соединений.

Элементы LiFePo4 любят заряжаться не выше 3,65 В каждый или 14,6 В. Я установил зарядные устройства на немного меньшее напряжение 14,4 В. Предполагается, что это снижает нагрузку на химические процессы и клетки прослужат дольше. Это также дает некоторый запас — если одна из ячеек разбалансирована, она не будет перезаряжаться.

Монитор батареи подключается к телефону и планшету через Bluetooth. Программное обеспечение неуклюжее и глючное, но делает то, что нужно. Проверка «Diff Volt» является еженедельной задачей технического обслуживания. Если элементы разбалансированы более чем на 100 мВ, пришло время вытащить элементы и сбалансировать их.

Убедитесь, что все источники зарядки аккумулятора настроены на напряжение ниже 14,6 В; контроллер солнечного заряда, береговое питание, генератор и генератор переменного тока двигателя.