Verwendung der LiFePO4-Batterie als Autobatterie

Ich hatte die Idee, eine LiFePO4-Batterie als Ersatz für eine Autobatterie zu verwenden, da 4 der Serienbatterien eine Nennspannung von 12,8 V haben, was sehr nahe an der Standardspannung von 12 V liegt. Und je nach Zelle können wir einige parallel schalten, um den erforderlichen Anlaufstrom zu erhalten. Da LiFePO4 eine viel längere Lebensdauer als Blei-Säure hat, sollte ein solcher Akku viel länger halten.

Es gibt jedoch nur wenige Probleme:

1. Ladespannung. Da die meisten Lichtmaschinen beim Laden etwa 14 V Volt erzeugen, sollte dies mit einem LiFePO4-Akku in Ordnung sein, da die maximale Spannung für diese 3,6 V beträgt, was uns einen geringen Headroom von bis zu 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V) bietet. Der individuelle Zellausgleich kann mit einem einfachen dissipativen BMS durchgeführt werden, das übermäßige Ladung auf den Widerstand abgibt. Wir haben jedoch keine Möglichkeit, die Lichtmaschine zu trennen, wenn die Batterie geladen ist. Hier ist die erste Frage: Ist es in Ordnung, die LiFePO4-Batterie bei einer Spannung zu halten, die nahe an der maximalen Batteriespannung liegt? Oder verkürzt dies die Akkulaufzeit erheblich?

2. Ladestrom. Einige LiFePO4-Zellen können so konfiguriert werden, dass sie problemlos den gesamten vom Generator erzeugten Ladestrom aufnehmen können. (unter der Annahme eines 70A-Ausgangs und 3 paralleler 40152S-Zellen) Zweite Frage: Kann der Generator überlastet werden oder sind moderne Generatoren intelligent genug, um die Spannung zu senken, um eine Überlastung zu vermeiden?

3. Kein Überentladungsschutz. Derzeit habe ich keine Ahnung, wie ich damit umgehen soll, außer dass ich es nicht vollständig entladen lasse.

LiFePO4 gegen LiIon gegen LiPo

Einige Leute haben LiIon-Batterien kommentiert, aber die Frage und diese Antwort beziehen sich auf Lithium-Ferro-Phosphat-Batterien / LiFePO4, die ich stellenweise als LFP4 abkürzen werde. .
Diese beziehen sich auf LiIon- und LiPo-Batterien, weisen jedoch große Unterschiede auf.
Bemerkenswert im Vergleich zu LiIon und LiPo (die chemisch ähnlich sind) hat LFP4 eine zusätzliche interne inaktive Matrix, in der sich das Lithium befindet. Dies reduziert die Energie- und Volumenenergiedichten, macht sie aber auch frei von den zerstörerischen Schmelzmodi, gibt ihnen eine viel längere Zykluslebensdauer und eine viel längere Kalenderlebensdauer, geringere Kapazität, niedrigere maximale Spannung, besseren Temperaturbetriebs- und Speicherbereich, bessere Gesamtenergie Effizienz - und die gesamten Lebenshaltungskosten liegen weit unter denen einer Blei-Säure-Batterie.

LFP4 (LiFePO4) 4-Zellen-Batterien sind ein hervorragender Ersatz für normale 12-V-Blei-Säure-Autobatterien, ABER die richtige Beachtung des Autos und der Fütterung ist erforderlich, um die sehr langen Zyklus- und Kalenderlebensdauern zu erreichen, zu denen sie in der Lage sind. Sie sind weitaus kostengünstiger als alle Blei-Säure-Zellen in (wahrscheinlich) jeder Anwendung, wenn sie richtig verwendet werden. Bei falscher Verwendung sterben sie einen frühen und teuren Tod.

Einige Hersteller von Zellen oder Batterien, die für diese Verwendung geeignet sind, sind

Thundersky, Winston & SinoPoly

Es gibt andere, die ich auflisten kann, aber ein Serach über diese Namen bringt Sie in den richtigen Bereich. Alle diese Marken begannen als Thundersky, aber es gab Trennungen und teure Rechtsstreitigkeiten.

Winston stellt 12-V-4-Zellen-Batterien ohne Zugang zu den Anschlüssen zwischen den Batterien her. Ihre Größen von 40 Ah und 60 Ah sollen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen gut geeignet sein. Simopoly und Winston stellen beide Einzelzellenbatterien in Größen von etwa 10 Ah bis zu enorm großen Ah her, und Sie können diese nach Bedarf zusammenbinden. Ich experimentiere derzeit mit 2 x SinoPoly 12V, 40Ah Batterien, die jeweils 4 x 40 Ah Einzelzellen mit Umreifung enthalten, um eine physische Packung herzustellen. Eine 12-V-, 40-Ah-4-Zellen-Batterie hat etwa die Größe einer Ford-Prefect-Batterie und ein geringeres Gewicht, entspricht jedoch etwa der größten LA-Batterie, die Sie in einem 4-Zylinder-Auto sehen können.

JEDOCH

Die Behauptungen verschiedener Batteriehersteller überschneiden sich, sind jedoch nicht identisch. Die Ladespezifikationen sind verdächtig, die behaupteten Lebensdauern variieren je nach Verkaufspfad und selbst seriöse Verkäufer sind anderer Meinung. Die Winston-Batterieladespezifikationen verwenden verdächtig hohe Endpunktspannungen - höher als ich für LFP4 erwartet hätte, aber unter LiIon - fast so, als würde LiIon super konservativ betrieben, um eine gute Lebensdauer zu erzielen. Verkäufer garantieren den meisten Marken von 10 Ah + -Zellen eine Nutzungsdauer von 5 oder 10 Jahren unter verschiedenen Bedingungen und möglicherweise unter Verwendung der Elektronik für das Lade- / Entlademanagement. Die Kriterien für ein angemessenes Mintoring variieren - viele behaupten, dass Vma und Vmin ausreichen, solange die C-Raten von Chage und Entladung innerhalb der Spezifikation liegen, ABER ein lokaler Lieferant verlangt einen Gasmessmonitor und eine Niederspannungsabschaltung. (ICH'

Agh - Abendessen anrufen - ich werde hier 1 Minute Kommentare hinzufügen und dann später aktualisieren (hoffentlich)

Ladespannung. Da die meisten Lichtmaschinen beim Laden etwa 14 V Volt erzeugen, sollte dies mit einem LiFePO4-Akku in Ordnung sein, da die maximale Spannung für diese 3,6 V beträgt, was uns einen geringen Headroom von bis zu 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V) bietet.

Einige behaupten, Winston LFP4 benötige höhere V als Autosysteme. Andere benutzen sie trotzdem.

SinoPoly OK bei Autospannungen ABER ...

Der individuelle Zellausgleich kann mit einem einfachen dissipativen BMS durchgeführt werden, das übermäßige Ladung auf den Widerstand abgibt.

Winstin kann nicht als versiegelt ausbalancieren, behauptet jedoch, dass hervorragend ausbalancierte Zellen in Ordnung sind. Zahlreiche Händler verkaufen sie und sagen dies, aber mindestens eine große Site sagt, dass sie aufgrund dieser Unfähigkeit nicht für tiefe Entladungen verwendet werden soll. Ich wäre sehr vorsichtig. Aufgrund dieser und seltsamer Winston-Spannungen traf ich eine erste Wahl für Winston / SinoPoly, um Erfahrungen zu sammeln, und kaufte SinoPoly - trotz anscheinend überlegener Winston-Spezifikationen.

Wir haben jedoch keine Möglichkeit, die Lichtmaschine zu trennen, wenn die Batterie aufgeladen ist.

Fang nicht an. Sie müssen in der Lage sein, Ihre Energiequelle zu verwalten - UND das ist einfach genug -, aber wenn Ihr System darauf besteht, die Batteriespezifikationen zu verletzen (was möglicherweise nicht der Fall ist), verwenden Sie LFP4 nicht.

Hier ist also die erste Frage: Ist es in Ordnung, den LiFePO4-Akku bei schwebender Ladung mit einer Spannung zu halten, die nahe an der maximalen Batteriespannung liegt? Oder verkürzt dies die Akkulaufzeit erheblich?

Meinungen vry
Small LFP4 - sagen Sie <1 Ah bis wenige Ah dürfen nicht schweben oder sie sterben früh.
Einige Hersteller von LFP4-Großbatterien behaupten, dass das Schweben in Ordnung ist.
Das soll nicht LiIon oder LiPo schweben oder sonst ... und während LFP4 seine Unterschiede hat, bin ich unruhig. Ich werde die Antwort auf diese Frage in einem Jahr auf der Ebene der "internationalen Experten" kennen :-) (Wenn sie noch lebt, ist der Himmel nicht gefallen und viel interessantere Dinge sind nicht gekommen).

Ladestrom. Einige LiFePO4-Zellen können so konfiguriert werden, dass sie problemlos den gesamten vom Generator erzeugten Ladestrom aufnehmen können. (unter der Annahme eines 70A-Ausgangs und 3 paralleler 40152S-Zellen) Zweite Frage: Kann der Generator überlastet werden oder sind moderne Generatoren intelligent genug, um die Spannung zu senken, um eine Überlastung zu vermeiden?

Dies endet vollständig mit den Batterie- und Lichtmaschinen-Spezifikationen. Batterien haben klare Spezifikationen. Überschreite sie nicht. Wenn Ihr Akku KEINE guten technischen Daten enthält, kaufen Sie ihn nicht.

Kein Überentladungsschutz. Derzeit habe ich keine Ahnung, wie ich damit umgehen soll, außer dass ich es nicht vollständig entladen lasse.

Das ist wichtig. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu tun, aber eine große LFP4-Ah-Zelle darf NICHT unter etwa 2,75 V betrieben werden. Wenn Sie sich dessen nicht sicher sein können, verwenden Sie sie nicht. Sie kosten viel zu viel und sind zu leicht pro Volumen, um gute Bootsanker herzustellen.

Anon ...

Für das, was es wert ist, habe ich einen 4-Zellen-, 10-Ah-LiFePO4-Akku, den ich selbst gebaut habe, über zwei Jahre lang ohne Probleme aus flachen 3,2-V-Zellen gebaut. Ich habe es als Backup-Strom für einen Mini-ITX-Computer mit einem Pico-Netzteil verwendet. Die Eingangsspannung einer 75-W-Gleichstromversorgung beträgt 14,5 V, und die Batterie sorgt in den kurzen Zeiten, in denen der Computer mehr als das verbraucht, für zusätzlichen Schwung. Der Akku funktioniert immer noch einwandfrei.

Soweit ich weiß: Es ist nicht großartig, den Akku vollständig aufzuladen und dann die Spannung darauf zu halten. Dies liegt daran, dass die Wärmeableitung des internen Ladungswiderstands an der erforderlichen Oxidschicht in der Batterie immer noch nachlässt. LiFePO4 ist dafür weniger empfindlich als LiPo, und das Schweben bei niedrigeren Spannungspegeln verursacht weniger dieses Problems als das Schweben bei maximalem Pegel.

Lithium-Motorradbatterien sind an der Straße erhältlich. Sie befinden sich in einem Standard-Batteriegehäuse mit denselben Anschlüssen und verfügen über alle erforderlichen Schaltkreise in der Box. Sie sind auch so leicht, dass sie sich wie eine leere Verkaufsanzeige anfühlen. Der Preis ist ca. 50% höher als bei einer Blei-Säure-Batterie.

Wollen Sie angesichts der Tatsache, dass der Ausfallmodus von Lithiumbatterien häufig mit einem heftigen Brand verbunden ist, wirklich eines Ihrer eigenen Designs in eine teure Maschine direkt neben einem Vorrat an Benzin und mehreren Litern Öl stellen?

Die Hochenergie-Batterietechnik wird am besten den Ingenieuren überlassen. Sie haben die Erfahrung und das Budget für die notwendigen Experimente und es ist ihnen egal, ob die Testeinheit boomt - es wird fast erwartet, dass sie dies ein paar Mal tut.