LiFePO4 및 리튬 이온

2020-08-03 06:45

LiFePO4

개인 LiFePO4 셀의 공칭 전압은 약 3.2V 또는 3.3V입니다. 우리는 리튬 인산철 배터리 팩을 구성하기 위해 직렬로 여러 셀(보통 4개)을 사용합니다.

• 4 개의 인산 철 리튬 전지를 직렬로 사용하면 가득 차면 약 12.8-14.2 볼트 팩을 얻을 수 있습니다. 이것은 우리가 전통적인 납산 또는 AGM 배터리와 가장 가까운 것입니다.
• 인산 철 리튬 전지는 무게의 일부에서 납산보다 세포 밀도가 더 큽니다.
• 인산 철 리튬 전지는 리튬 이온보다 전지 밀도가 낮습니다. 따라서 휘발성이 적고 사용하기에 안전하며 AGM 팩을 거의 일대일로 대체합니다.
• 리튬 이온 전지와 동일한 밀도에 도달하려면 인산 철 리튬 전지를 병렬로 쌓아서 용량을 늘려야합니다. 따라서 리튬 이온 전지와 동일한 용량의 인산 철 리튬 배터리 팩은 동일한 용량을 달성하기 위해 병렬로 더 많은 전지가 필요하기 때문에 더 커질 것입니다.
• 리튬 인산 철 전지는 고온 환경에서 사용할 수 있으며, 리튬 이온 전지는 섭씨 60도 이상에서는 절대 사용해서는 안됩니다.
• 리튬 철 인산염 배터리의 일반적인 예상 수명은 최대 10 년 동안 1500-2000 회 충전주기입니다.
• 일반적으로 리튬 철 인산염 팩은 350 일 동안 충전 상태를 유지합니다.
• 인산 철 리튬 전지는 납축 전지 용량의 4 배 (4 배)를 가지고 있습니다.

리튬 이온

개인 리튬 이온 셀은 일반적으로 3.6V 또는 3.7V의 공칭 전압을 갖습니다. 우리는 ~12볼트 리튬 이온 배터리 팩을 구성하기 위해 직렬로 여러 셀(보통 3개)을 사용합니다.

• 12v 전원 은행에 리튬 이온 전지를 사용하려면 3 개를 직렬로 배치하여 12.6V 팩을 얻습니다. 이것은 리튬 이온 전지를 사용하여 밀봉 된 납축 전지의 공칭 전압에 가장 가깝습니다.
• 리튬 이온 전지는 위에서 언급 한 인산 철 리튬보다 전지 밀도가 높습니다. 즉, 원하는 용량에 대해 더 적은 수를 사용합니다. 셀 밀도가 높을수록 휘발성이 높아집니다.
• 인산 철 리튬과 마찬가지로 리튬 이온 전지를 병렬로 쌓아 팩 용량을 늘릴 수도 있습니다.
• 리튬 이온 배터리의 일반적인 예상 수명은 2 ~ 3 년 또는 300 ~ 500 회 충전주기입니다.
• 일반적으로 리튬 이온 팩은 300 일 동안 충전 상태를 유지합니다.

팩 전압

Facebook 팔로워 중 한 사람의 피드백을 바탕으로이 섹션을 추가하겠습니다.
리튬 이온 배터리 팩에 3개의 셀을 직렬로 사용하는 이유는 전압 때문입니다. 4S 리튬 이온 팩은 가득 찼을 때 전압이 너무 높습니다(~16.8v). 대조적으로 3s 리튬 이온 팩의 낮은 쪽이 전압 곡선의 끝에서 제공할 수 있는 것보다 더 많은 전압을 필요로 하는 일부 무선 장치가 있습니다. 4S 리튬 이온 팩을 계속 사용하려면 DC DC 레귤레이터를 통합하여 전압 출력을 관리해야 합니다. 또는 두 번째 단락에서 언급했듯이 14.2-14.4v가 완전히 충전된 인산철 리튬 전지를 사용할 수도 있습니다. 이것은 대부분의 무전기에 완벽하지만 무전기의 전압 요구 사항을 읽으십시오.

충전 중

리튬 철 인산염 + 리튬 이온 전지를 충전하는 것은 매우 유사합니다. 둘 다 충전을 위해 정전류와 정전압을 사용합니다. 채널의 DIY 배터리 팩 중 하나에 대해 이야기하는 경우 태양 광 또는 데스크탑 충전은 일반적으로 두 개의 장비로 이루어집니다.

• 먼저 전압 및 전류 소스가 있습니다. 이것은 예를 들어 조정 가능한 벅 또는 태양 전지판 일 수 있습니다.
• 다음으로 충전 컨트롤러가 있습니다. 이것은 전압 / 전류 소스에서 나오는 전압과 전류를 조절하여 BMS에 공급합니다.
• 마지막으로 BMS는 조정 된 전압을 팩으로 보냅니다. 또한 다른 것보다 더 높은 전압을 갖는 셀의 전압을 블리드합니다. 이것은 다른 사람들이 따라 잡을 기회를줍니다. Bioenno의 말에도 불구하고 규제되지 않은 소스를 배터리에 직접 연결하지 마십시오 (BMS 여부!).

추운 날씨

모든 배터리와 마찬가지로 추위는 리튬 이온 또는 인산 철 리튬 전지의 충전 능력에 영향을 미칩니다. 따라서 배터리가 영하로 떨어지지 않도록 조치를 취해야합니다. 배터리 충전은 추운 날씨에 대피소를 배치하는 이유 중 하나입니다. 대피소 내부의 온도를 동결 이상으로 유지하는 것은 비교적 쉬운 반면 태양 광 발전이나 발전기는 텐트 밖에 남아 있습니다. 이러한 세포를 동결 이상으로 유지하는 데 사용되는 한 가지 트릭은 인클로저 내부에 세포와 무선 장비를 보관하는 것입니다. 모든 라디오는 열을 발생 시키므로 환기를 (어느 정도) 제한하면 라디오의 열이 배터리 주변 공간을 상당히 따뜻하게합니다. 또 다른 비결은 배터리 칸 근처 또는 내부에 화학 손 난로를 사용하는 것입니다. 요점은 상식을 사용하는 것입니다. 어는점 이하로 배터리를 충전하면 안된다는 것을 알고 있기 때문에 간단한 작동 방식 만 변경하면이 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다.

균형

두 개 이상의 셀이 직렬로 연결된 팩을 구축하는 경우 팩 또는 충전기에서 셀의 균형을 맞춰야합니다.
누군가가 팩을 만드는 방법을 보여주는 YouTube 동영상이나 블로그를 만들 수 있다고해서 그들이 무엇을하는지 정확히 알고 있다는 의미는 아닙니다.
결론적으로, 수동으로 세포의 균형을 맞추거나 적극적으로 세포의 균형을 맞춰야합니다. 내 배터리 팩 프로젝트 중 하나를 만들고 충전과 방전을 동시에하면서 그 팩을 사용하려는 경우 액티브 밸런싱을 사용하는 것이 좋습니다. 반면에 그 팩을 방 전용으로 만 사용하고 방전을 위해 현장으로 가져온 다음 집에 돌아 오면 충전하는 경우 기술적으로 팩을 방전하는 동안 균형을 잡을 필요가 없습니다. 완전한 4s 또는 3s 팩으로 셀을 충전하려면 잔액 충전이 필요하거나 개별적으로 충전해야합니다. 물론 18650 배터리를 사용하고 충전기가 한 번에 둘 이상의 셀을 충전 할 수 있다면 모두 좋습니다!

BMS 선택

다음 단락은 완전한 배터리 팩을 만들고자하는 분들에게만 해당됩니다. 위의 단락을 읽었으므로 리튬 이온과 인산 철 리튬 사이의 전압이 고유하다는 것을 이해했습니다. 이는 또한 배터리 팩에 사용하는 BMS가 리튬 이온 또는 인산 철 리튬에 고유함을 의미합니다. 채널의 프로젝트에서 다양한 밸런싱 보드를 찾을 수 있습니다. 우리는 필요한 기능에 따라 밸런싱 보드를 선택합니다. 보드를 선택하기 전에 알아야 할 사항 :

• 우리가 보드를 통해 끌어 당길 암페어 수
• 직렬로 연결된 셀 수
• 리튬 이온 또는 인산 철 리튬 전지 사용 여부
• 보드가 셀 밸런싱을 제공합니까 (BMS를 사용하는 경우 항상 셀 밸런싱과 함께 제공)

이러한 번호가 있으면이를 사용하여 공급 업체로부터 올바른 BMS를 선택할 수 있습니다. 요구 사항을 이해할 때까지 가격을보고 있으면 안됩니다. eBay 및 Alibaba 판매자도주의해야합니다. 그들은 종종 실제로 제공하는 것보다 훨씬 더 많은 기능을 가진 BMS 보드에 잘못 라벨을 붙입니다. 따라서 상식을 사용하십시오. 내가 BMS에서 15 암페어를 끌어낼 것이라는 것을 안다면 보통 eBay에서 30 암페어 등급을 구매합니다.
BMS를 프로젝트에 통합하려는 다른 이유는 무엇입니까? 좋은 BMS는 다음과 같은 기능도 제공합니다.

• 과전압 보호
• 저전압 보호
• 단락 보호
• 균형

사람들이 BMS를 사용하지 말거나 균형 조정이 필요하지 않다고 말하면 BMS가 제공하는 추가 보호 기능을 이해하지 못한 채 그렇게합니다. 생각할 거리!

리튬 대 SLA 방전 그래프

때로는 아무리 노력해도 운영자는 동일한 용량의 밀폐형 납축 배터리가 리튬 이온 또는 리튬 철 인산염 팩과 다르지 않거나 더 낫다는 착각을 계속 유지합니다. 일반적으로 가격을 기준으로합니다. 그건 말도 안 돼!
몇 가지 사실이 있습니다.

• 납축 전지를 사용하지 않는 가장 큰 이유는 무게입니다. 리튬 및 인산 철 리튬 팩은 무게의 일부에 불과하며 더 큰 셀 밀도를 제공합니다. 이는 작동 시간이 길어 지거나 크기 / 무게를 늘리지 않고도 현장에서 훨씬 더 오랫동안 기어에 동력을 공급할 수있는 능력을 의미합니다.
• 소형 밀폐형 납축 전지는 과부하 상태에서 극심한 전압 강하가 있습니다. 고전류 애플리케이션 용으로 설계되지 않았습니다. 실제로 소형 밀폐형 납축 전지는 장기간에 걸쳐 부하가 적도록 설계되었습니다. 현대적인 100 와트 라디오의 일반적인 15 ~ 20A를 적용하면 상당한 전압 강하가 발생합니다. 제대로 제작 된 리튬 이온 또는 인산 철 리튬 팩은 납축 배터리와 동일한 전압 강하를 나타내지 않습니다. 실제로 부하 상태에서 전압은 리튬 이온 및 인산 철 리튬 팩을 방전하는 동안 상대적으로 평탄합니다.
• 리튬 이온 또는 인산 철 리튬 배터리 팩에 대한 환상 중 하나는 "충전하기 어렵다"는 것입니다. 실제로 리튬 이온 및 인산 철 리튬 팩은 우리가 마음을 열면 밀봉 된 납축 전지보다 충전하기가 더 쉽습니다. 우리가 알아야 할 것은 직렬로 연결된 셀의 수와 팩에있는 개별 셀의 전압입니다. 그런 다음 그 숫자를 사용하여 팩에 정전압 정전류를 적용하십시오. 이것은 기본적인 수학입니다! 리튬 또는 인산 철 리튬 팩을 충전 할 때 플로팅 전압이나 단계가 없습니다. 정전압 정전류. 배터리가 전압 곡선의 상단에 도달하면 배터리가 가득 찬 것입니다. 부동 또는 흡수가 없습니다. .. 전압 곡선의 상단에 도달하면 꽉 찼습니다.

그래서 인터넷에는 많은 잘못된 정보가 있습니다. 연구를 모르거나하지 않은 YouTube 사용자가 주도하는 YouTube에는 더 많은 것이 있습니다. 그들을 때리는 것은 아니지만 우리 각자가 우리 자신의 연구를하는 것이 중요합니다. 표면적으로는 납 축전지가 리튬 이온이나 인산 철 리튬 팩보다 더 저렴할 것 같다는 데 동의합니다. 가격을 넘어서 살펴 봐야 할 것들이 너무 많아서 그 질문에 대한 진정한 답을 제공합니다. 나는 더 이상 내 프로젝트에서 납축 전지를 사용하는 것을 고려하지 않습니다. 그래서 리튬 이온과 인산 철 리튬이 남습니다. 프로젝트에서 어떤 것을 사용해야합니까? 여기 제가 선택하는 방법이 있습니다.

• 걸어서 꽤 먼 거리를 초경량으로 이동하려는 경우 리튬 이온이 더 좋은 방법 일 것입니다. 더 큰 셀 밀도는 리튬 인산 철보다 작은 패키지에서 더 긴 실행 시간을 제공합니다.
• 작업하기 쉬운 것을 찾고 있다면 전통적으로 SLA 배터리에서 사용했던 3S 리튬 이온보다 더 많은 와트 시간을 사용하는 LiFePO4가 더 나은 선택입니다.
• 오프 그리드 태양열 발전기의 축전지에 대한 최상의 투자를 찾고 있다면 1500-2000 사이클, 무 유지 보수 및 10 년 이상은 매우 놀랍습니다.

세계의 모든 것과 마찬가지로 우리 프로젝트의 결과는 우리가 수행하는 연구를 기반으로합니다. 많은 동영상을 게시하지 않는다는 비판을 자주 받는데, 연구와 배경 작업을 할 때 매일 낡은 지저분한 동영상을 버리는 것은 불가능합니다. 연구자들도 마찬가지입니다. 결국 그것은 매우 보람이있을 것입니다.

리튬 배터리를 소지 한 여행

규칙은 낮이 밤으로 바뀌면서 한 관할 구역에서 다른 관할 구역으로 쉽게 변경됩니다. 현재로서는 리튬 배터리에 대한 가장 엄격한 제한이 북미 내외로 비행하는 것으로 밝혀졌습니다. FAA 및 TSA 웹 사이트에 따르면 100 와트시 이상의 리튬 배터리는 항공사 승인을받은 기내 반입 수하물에 허용 될 수 있지만 승객 당 예비 배터리 2 개로 제한됩니다. 헐거운 리튬 배터리는 위탁 수하물로 허용되지 않습니다. FAA 또는 TSA는 리튬 이온과 인산 철 리튬을 구분하지 않습니다.