LiFePO4 аккумуляторы (размышления на тему) - 3

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

 

Я когда покупал комплект, то ориентировался на то, что уже стояло между ДВУМЯ штатными аккумуляторами, в алгоритмах работы таких прерывателей не силен, всего-лишь пересказал то, что было написано на блистере. Этот спец. комплект так и называется "Добавь аккумулятор", состоит из такого-же (или очень похожего) красного круглого переключателя и кубической формы черной коробки. Никаких инструкций не было, кроме картинки на блистере, понятной идиоту. Спец. инструмента для контроля работы аккум. не имею, в катере штатно стоит вольтметр. Выводы по недозаряду сделал логически, прочитав инфу по этому комплекту (опять-же с той скудной информации на картонке упаковки) и инфу с сайта производителей гелевых АКБ. Разбираться начал по причине того, что к концу 2-го сезона эксплуатации приходилось дозаряжать АКБ уже дважды в день, а в первом сезоне эксплуатации хватало на двое суток практически. Поменял на новые - все повторилось (один сезон отпахали, второй - на выброс). Решение о переоборудовании долго откладывал, но катер приобретался именно для экспедиционных целей и максимальной автономки (а не покатушек выходного дня), о чем крайне настаивал и убеждал производитель. По истечении гарантии помощи от него вообще ноль, называть фирму не хочу, могут счесть за антирекламу. Помимо электрики там нереальный ворох косяков оказался, стоило только начать потрошить. Все остальные возможные причины истощения АКБ были досконально исследованы и отвергнуты (по началу грешил на помпы и что они не отключаются, потом на генератор, отопитель и так по кругу).

 

4 отдельных ячейки в алюминиевом корпусе 3,2В 240 А\ч, подключенные последовательно. Планирую использовать таких две, может и одной вполне обойдусь, если 4-5 дней сможет вытянуть при наличии солнечных панелей.

 

1. Видимо BMS (платки между банками, прикручивающиеся к контактам);
2. Есть бойлер 30 л. 220В 500 Вт (специальная серия для катеров и яхт с хорошей теплоизоляцией), сейчас он работает только на швартовке (либо от береговых 220В, либо от переносного генератора). Т. е. пришвартовался, подключил вилку 220В в разъем на борту, он греет. За пару часов нагревается до установленной температуры 70 градусов. Если утром нагрел, то хватает при ЭКОНОМНОМ расходовании помыть посуду, помыться двоим, утром следующего дня вода еще горячая и бойлер (уже от генератора к примеру) успевает разогреться до срабатывания термореле уже не за два часа, а за час-полтора. Устанавливая АКБ LiFePO4 и солнечные панели была идея установить инвертор с модифицированным синусом (бойлеру же пофиг на качество питания?), возможно вывести одну розетку на 220В для подключения фена или каких еще простых бытовых приборов, все остальное работает на 12В.

 

Никто не ответил по поводу комплектных лиотеховских BMS и сможет ли мне сборка из 4-х ячеек 3,2В 240-А\ч выдать кратковременно 12В 200 А\ч для носовой подрульки и якорных лебедок. 200 А\ч это максимальный пусковой ток из всего силового оборудования.

 

В каком режиме вообще лучше эксплуатировать LiFePO4? Есть возможность установки солнечного MPPT контроллера, который будет работать по алгоритму:
- Зарядка батарей до 100%, отключение собственного реле зарядки по достижении порогового напряжения заряда (можно выставить вручную 13-17В с шагом 0,1В для 12В систем), далее МPPT переключается на клемму нагрузки (отдельная от АКБ) и подает электроэнергию в бортовую сеть, работая как источник питания 12В. По превышении тока потребления генерируемого солнечными панелями подключает АКБ. Такой режим длится по достижении минимального РЕГУЛИРУЕМОГО напряжения (9-12,5 В с шагом 0,1В для 12В систем), после чего снова подключает реле заряда и толкает ток 45-60 Ампер (в зависимости от модели и мощности генерации солнечными панелями). Это то, что я понял из описания к продвинутым железкам типа MasterVolt, Xantrex или Blue Sea и их совместной работы со своими зарядниками 220\12В и инверторами 12\220В. Честно говоря только больше запутался и есть ли вообще смысл со всем этим заморачиваться или достаточно выставить в настраиваемой ячейке USER пороговые режимы включения\отключения зарядки? В Victron BlueSolar MPPT 150/85 можно просто выбрать тип АКБ LiFePO4. Хотелось-бы в результате получить надежную и достаточную систему резервного энергоснабжения. За дешевизной не гонюсь, в отношении судовых и авиационных железок пословица "Дешевая рыбка - хреновая юшка" как нельзя более актуальна (проверенно лично) тем более, что сейчас как раз есть возможность нормально и качественно это реализовать с разумным запасом мощности и надежности.
Солнечные панели планирую установить гибкие 12В четыре штуки по 100Вт или 150 Вт (с конкретными моделями пока не определился) (здесь уже важнее вес, чем эффективность).

 

BMS Лиотех (которая вообще-то Сибконтакт - https://sibcontact.com/eshop/bms/) не влияет на ток выдаваемый аккумуляторами. А для LiFePO4 аккумуляторов ток 1С норма. Для нормальной работы с данной BMS крайне желательно чтобы зарядные устройства и нагрузки имели управление слаботочными сигналами. Т. е. зарядное и инвертор должны иметь слаботочные входы выключения.
В ином случае, например при наличии непосредственной нагрузки 12В, нужно использовать дополнительный контактор отключающий данную цепь по сигналу с BMS.

Во первых заряд LiFePO4 аккумуляторов необходимо производить при температуре не ниже 0С. Идея с MPPT работающим как источник питания у вас скорее всего не сработает. В основном они работают как источники тока. А если будет со стабилизацией напряжения, то при набросе нагрузки возможны просадки и необходимость быстро коммутироваться на АБ. Проще MPPT и нагрузки держать постоянно подключенным к батарее и отключать только сигналами перезаряда и переразряда от BMS.

Как вы собираетесь использовать две сборки? на отдельные нагрузки с отдельными зарядными? или параллелить? Если параллелить, то проще запараллелить сразу аккумуляторы в сборке, или купить бОльшую емкость.

 

https://www.12vi.ru/774/955/6382.html

 

@Logomord,
1. 240е закончились. 200е на вот-вотах.
2. Зачем две батарейки? Одну (стартерную) оставить свинцо-кислую, вторую для питания всего остального - литиевую нужной емкости. Зачем 2 литиевые? Принципиально, это возможно, но смысла в вашей ситуации не вижу.
4. Про использование контроллера вам уже ответили. Контроллер подключается непосредственно к Акб. А далее используются контакторы управляемые Бмс для предотвращение перезаряда/переразряда.
5. Что за лодка?
6. Может вам с вашим ТЗ обратиться к интегратору, который под ваши задачи накопитель изготовит?

 

+1

 

Это понятно и эксплуатация при отрицательных температурах этих батарей однозначно исключается (с ноября по апрель катер на межсезонной стоянке, а аккумуляторы в теплом гараже).

Первоначальная идея была ограничится одной сборкой 240 А\ч, одни говорят, что LiFePO4 в реальной эксплуатации способны заменить 3 свинцовых аккумулятора, другие говорят, что необходима остаточная емкость для правильной эксплуатации (а тут уже нет особой разницы 20% для лития или 25% для гелевых) и предполагаемое преимущество только в длительном сроке службы при сохранении стабильности параметров. В общем как всегда "аппетит приходит во время еды" и распотрошив кастрюлю (т.е. катер) нашел несколько вполне пригодных ниш для размещения пары сборок таких АКБ, единственный принцип деления на два условных аккумулятора заключался лишь в возможности их более гибкой эксплуатации (например коммутации в параллель батарейным переключателем при работе на большие токи или переключения на отдельные при работе с MРРТ контроллером что-бы за световой период он полностью заряжал один из аккумуляторов, а второй был в "стратегическом резерве" на случай пасмурной погоды. Так или иначе такая схема дает мне возможность выбирать предпочтительные режимы их эксплуатации для прогнозируемой автономности. Т. е. когда все совсем печально и дождик зарядил на несколько дней, энергия солнечных батарей стремится к нулю, то можно вполне прожить на воде 3-4 дня, моясь не из бойлера, а холодной водой. В общем свести необходимость эксплуатации переносного генератора не на берегу к нулю.

Есть довольно мощные морские зарядники с гальванической развязкой по 220 В, способные отдавать по трем НЕЗАВИСИМЫМ линиям токи до 70А или по одной, но работая параллельно (девайсы из тех-же модельных рядов, но проще и значительно дешевле). Через PC для каждой линии выставляются пороговые напряжения отключения по заряду (или поддерживающий режим), пороговые напряжения разряда (можно регулировать остаточную емкость, повышая ресурс АКБ) и до 8 программных стадий между двумя этими крайними положениями. Т. е. можно к примеру одну линию зарядки подключить к гелевым АКБ, выставив ограничение ПО ТОКУ и НАПРЯЖЕНИЮ (например не более 0,1С), хотя режимы зарядки гелевых батарей уже зашиты в ПО зарядника (можно корректировать эти режимы в небольших пределах), вторую линию подключить к зарядке LiFePO4 (или по линии на каждую сборку), а третью подключить как питание с выпрямителя 12В. Так умеют работать железки от MasterVolt и BlueSea (последние сильно подешевле ибо из США). Между собой они объединяются поприетарными цифровыми интерфейсами (типа Master Link к примеру), включающими множество датчиков тока, температуры, вольтметры и т. д. и т. п. Можно даже к бортовой навигационной системе подключить по NMEA2000. Вопрос как раз в том, что есть техническая и финансовая возможность реализовать, но нет понимания как сделать это ПРАВИЛЬНО и максимально эффективно, дабы не гробить АКБ, не спалить катер и не пожечь довольно дорогое судовое навигационное железо. Нет опыта эксплуатация много аккумуляторных систем, а тем более с различными типами АКБ (предыдущая система была до примитивна, хотя работала кое-как).

Для каких целей? Если только для предотвращения перезаряда, то есть возможность подключения вольтметра в цепь и отключения по заданному напряжению. Для лиотеховских АКБ есть некая цифровая приблуда для работы с BMS АКБ и совместной работы с зарядками, но для других систем я такой не встречал, хотя те-же MasterVolt, Victron и другие работают с LiFePO4).

Нечто похожее, только забугорного изготовления.

По всей России? Я в самом начале интересовался о реальности покупки батарей Лиотех, что подразумевало и последующую замену отдельных ячеек, BMS... Если такова печальная реальность, то могу взять сборки Радиотех (они подороже, да и разместить их мне несколько сложнее) или у китайцев (но не хотелось бы еще и с BMS для них разбираться и прочими нюансами).

Из АМГ5, антирекламой или рекламой заниматься не буду, а название что-то вряд-ли изменит.

 

Если-бы была такая возможность, то я бы здесь не спрашивал, тратя Ваше или свое время. Коммерческого опыта по таким системам НОЛЬ, по крайней мере в С-Пб да и безусловного доверия нет. Тут блин авторулевой по уму не смогли поставить (пришлось самому переделывать), делать дозаказ у производителя ПЛМ из США для схемы гидравлики с кикером... Результатом стала поломка исполнительного механизма, с последующей заменой и самостоятельная переделка. Каждому в душу не заглянешь, а т. н. "портфолио" по выполненным работам либо сразу повергает в уныние, либо не имеет ничего общего с реальностью. Была идея отвезти катер в Норвегию (там с этим вообще никаких проблем, специально на рыбалке спрашивал и в общем оттуда и почерпнул идею), но слишком заморочно, да и не быстро это все (они тоже на складах не держат горы комплектующих под все возможные варианты, а заказ из США идет минимум неделю).

Что это принципиально меняет? В схеме добавится копеечный батарейный коммутатор на 400А с возможностью включения 1\2\1+2, что добавит определенную гибкость в манипулировании зарядкой (например во время шлюзования можно иногда кинуть времянку на зарядник и у спеть зарядить один АКБ или использовать их поочередно\посуточно). Я могу приобрести сборки 2 по 300А, если таковые есть в продаже, но 12В сборку 700А мне уже сложнее разместить, либо придется мудрить с какими-то высокотоковыми шинами около 1м длиной...

Спасибо за разъяснение, предполагал подобный алгоритм работы, начав разбираться с продвинутыми МРРТ, поскольку нашел только у некоторых подобный вариант на слаботочную нагрузку (5-10А для дежурного освещения).
Вот надыбал у Сибконтакта такой зарядник https://sibcontact.com/eshop/intellect-zaryad-ustroistva/SibAmper-1224/ Подойдет ли? Тяжеловат и избыточен, так-же непонятно как будет работать в условиях влажности и конденсата. Насколько я понял РАЗНЫМИ типами АКБ он все равно оперировать не умеет? В принципе можно и пару зарядок подключить параллельно: одну простенькую (или штатную) на стартовый АКБ, а вторую на литиевые, вот только под него уже придется генератор менять на двух кило ватный (а это вес и место), может есть что ампер на 40-50 для лития с возможностью работы с BMS и СКУ сибконтакт (или СКУ работает конкретно с BMS и не зависит от зарядника или контроллера MPPT)? http://sibcontact.com/eshop/bms/modul-kontroller/
Есть еще интересный контроллер солнечных панелей http://solarcrown.ru/magazin2/product/kontroller-eco-energiya-mppt-pro-200-60 по параметрам мне вроде подходит. Инвертору 12\220 наверное какая-то автоматика не нужна, достаточно подобрать по мощности с избытком и формой синуса (чистый или модифицированный)?

 

P. S. прошу прощения если допустил какую-то резкость в общении, так-же не совсем понял про емкость. Можно ли в принципе собрать один аккумулятор на 12В из четырех ячеек по 3,2В подключенных последовательно и одной или двух ячеек, подключенных к ним параллельно (например на 200 А\ч)? Как изменится суммарная емкость такой сборки и каковы нюансы работы с BMS? Может глупость спрашиваю, но никогда не имел дела с подобными аккумуляторными "конструкторами".
Еще раз спасибо всем откликнувшимся.

 

Необходимость использования BMS исходит из недопустимости перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов в батарее, что приводит к необратимой деградации аккумуляторов. Общее напряжение батареи может быть в норме, а напряжение отдельных аккумуляторов (ячеек) выйти из предельно допустимых. BMS следит за напряжением и температурой каждой аккумуляторной ячейки в батарее и дает команду зарядным и нагрузкам на отключение в случае выхода этих значений за рамки допустимых. У Сибконтакт есть модуль коммутации 220В управляемый от СКУ для отключения зарядных устройств при перезаряде - https://sibcontact.com/eshop/bms/modul-kommutaciya/

Этот зарядник можно использовать со свинцовыми и литиевыми батареями, можно настроить свои токи и напряжения заряда. Есть функция снижения зарядного тока по сигналу с СКУ (BMS) во время балансировки, после глубокого разряда при пониженной температуре и т. п.
BMS (Battery Management System) и СКУ (Система Контроля и Управления батареей) - это одно и тоже). Состоит из модулей на каждом аккумуляторе и контроллера который ими управляет.

Литиевые аккумуляторы можно сначала соединять параллельно, а потом последовательно. Емкость соответственно удвоится (при двух аккумуляторах впараллель). Ток балансировки СКУ (BMS) достаточен для больших аккумуляторов, также возможен вариант его увеличения путем добавления модулей на аккумуляторы.
При использовании двух отдельных батарей к каждой необходима своя BMS (СКУ).

 

Т. е. для 12В если ячейки на 3,2В можно только удваивать, утраивать емкость кратно четырьмя ячейками? Если мне необходимо увеличить емкость на какую-то величину, то с учетом минимальной емкости ячеек Лиотех 200 А\ч 3,2В я смогу получить 400 А\ч 12В, взяв 8 ячеек и соединив в 4 группы (по две ячейки) параллельно, а затем соединив эти "спарки" последовательно?