Převod na baterie LiFePo4

Doba čtení 7 minuty

Aktualizováno - Leden 3, 2025

Přechod na baterie LiFePo4 se vyplatí ze dvou důvodů: Úspora hmotnosti a životnost. Oba důvody jsou vítané pro výměnu starých baterií AGM v obytných automobilech.

Baterie AGM by měla být po vybití 60% znovu nabita. Baterie LiFePo4 ve skutečnosti vydrží 100% své jmenovité kapacity. Kromě toho baterie AGM vyžaduje fáze obnovy, pokud jsou trvale požadovány vysoké proudy, např. při provozu měniče.
Baterie AGM s kapacitou 120 Ah vydržela v testu 31 hodin při definovaném trvalém odběru proudu, zatímco baterie LifePo4 s kapacitou 110 Ah vydržela 54 hodin.
Oba typy se také liší v chování při nabíjení: baterie AGM potřebuje k doplnění energie 12 hodin, baterie LiFePo4 6 hodin.
Pokud jde o hmotnost: baterie AGM váží přibližně 26 kg, baterie LiFePo4 10 kg.

Ne každý je s touto technikou obeznámen, a proto se lidé často zdráhají tento krok učinit. Jako vždy je však klíčem k údajnému tajemství, které se za ní skrývá, vědět jak.

Pokyny krok za krokem by vám měly pomoci ztratit zábrany a úspěšně zvládnout výměnu.

Pro všechny komponenty, s výjimkou samotných baterií, se používají zařízení Victron.

Nákupní seznam

V závislosti na požadavku na výkon se zvolí požadovaný počet ampérhodin (Ah), např. 280 Ah z EVE. Protože si baterii montujeme sami a používáme jeden Bateriový článek 3,35 V, ale obvykle potřebujeme 12 V napětí palubního zdroje, čtyři z nich jsou přidány do nákupního košíku. Pro 24 V, např. v obytných automobilech na bázi podvozku nákladního automobilu, je třeba zakoupit 8 článků.

V případě potřeby vyšších výkonů lze články zapojit i paralelně. Například 2 x 280 Ah články zapojené paralelně na 4 x 3,35 V dávají kapacitu 2 x 280 Ah = 560 Ah.

Baterie LiFePo4 vyžadují tzv. systém správy baterie (BMS), který je chrání před příliš vysokým nebo příliš nízkým napětím a v případě poruchy včas elektronicky odpojí záporné vedení.

Kromě toho je Balancer což zajišťuje, že všechny články mají vždy přibližně stejné napětí.

Nabíječka / posilovač nabíjení slouží k nabíjení baterie LiFePo4 pomocí napájení ze sítě nebo za jízdy pomocí alternátoru.
Taková zařízení, pokud jsou již nainstalována pro baterii AGM, by měla být vhodná i pro baterie LiFePo4. Jsou buď manuálně nastavitelné, nebo automaticky rozpoznají typ baterie a nabíjejí ji pomocí odpovídající nabíjecí křivky. Pokud nabíječka neposkytuje ani jednu, ani druhou funkci, je nutné použít vhodné nové zařízení.

Pokud hodláte používat střídač, nemusíte potřebovat samostatnou nabíječku na 230 V, protože větší střídače, jako je Victron Multiplus II, mají již zabudovanou velmi výkonnou nabíječku.

Sledujte výkon alternátoru s ohledem na výkon posilovače nabíjení a v případě potřeby nainstalujte výkonnější. Posilovač nabíjení s nabíjecím proudem 30 A je považován za standardní a lze jej zpravidla instalovat bez výkonnějšího alternátoru.
Je třeba dodržovat použití silných a krátkých kabelů v souladu s údaji výrobce, aby se minimalizovaly úbytky napětí z alternátoru do posilovače nabíjení a z posilovače nabíjení do nabíjeného akumulátoru. Dobré posilovače nabíjení kompenzují ztráty napětí z alternátoru do posilovače nabíjení automatickým zvýšením výstupního napětí.

Nástroj pro výpočet průřezů kabelů naleznete na adrese zde.

Vždy se ujistěte, že jsou všechny šroubové, svorkové nebo krimpovací spoje těsné!
Uvolněné spoje vytvářejí vysoký odpor, který může vést k nadměrnému zahřívání a dokonce k požáru kabelu, pokud jsou přítomny odpovídající proudy!

Možnosti

Pokud nechcete pouze kontrolovat stav nabití baterií prostřednictvím rozhraní Bluetooth pomocí aplikace, ale chcete být také neustále informováni o příchozí solární energii, stavu nabití a hodnotách spotřeby, můžete použít například monitor Victron Cerbo GX s dotykovým ovládáním 70, který zobrazuje všechny důležité hodnoty, konfiguruje zařízení atd..

Vyrovnávání buněk

Vzhledem k výrobním a materiálovým tolerancím nejsou vlastnosti buněk nikdy zcela identické. Vzhledem k tomu, že systém BMS předpokládá vybití článku při dosažení určitého napětí článku a vypne celou baterii, i když zbývající články ještě nejsou vybité, je důležité udržovat všechny články na ideálně stejné úrovni napětí.

Vyrovnání buněk trvá dlouho. Není na škodu umístit články do řady paralelně ihned po dodání, propojit všechny záporné póly s dodanými přípojnicemi a totéž provést se všemi kladnými póly. Tímto způsobem může článek s nižším nábojem převzít přes noc náboj od jiného článku a dosáhnout tak vyrovnaného potenciálu napětí ve všech článcích.

Baterie

Měření napětí

Ve výše uvedeném příkladu bylo vyrovnáno 16 článků, u kterých se nyní kontroluje jejich napětí. K tomu je třeba použít digitální multimetr s rozlišením 0,001 V ±0,03 % nebo lepším. Funkce max/min usnadňuje záznam odchylky napětí série měření, jak je uvedeno zde pro 16 článků.

Jakmile je potvrzeno, že všechny články s převážně stejným napětím jsou vyrovnané, lze články uspořádat podle potřeby. V tomto případě by měly být paralelně zapojeny čtyři krát čtyři články 3,35 V (výsledkem je 4 x 280 Ah = 1 120 Ah) a poté by měly být výsledné čtyři sady po 3,35 V zapojeny do série, aby vznikla baterie 13,4 V.

Struktura

Zde byly bloky po čtyřech, z nichž každý nakonec představuje JEDEN článek s napětím 3,35 V, zapojeny do série, aby poskytovaly celkem 4 x 3,35 V = 13,4 V.

Pěnové vložky růžové barvy slouží k tlumení vibrací. Celková hmotnost včetně krytu 96 kg. Úspora hmotnosti ve srovnání s baterií 4x AGM DeepCycle 222 kg! Rozměry (š) 619 x (v) 407 x (h) 283 mm.

Připojení BMS

Systém BMS má dvě silná kabelová připojení, P- a B-. B- je připojen k zápornému pólu baterie, P- vede k zápornému připojení spotřebičů. Tento průřez kabelu by měl být použit i pro kladný kabel k baterii a neměl by být menší než tento.

Dva 35mm² Silné černé kabely (nahoře) jsou připojeny k zemnicí liště (-) bočníku Lynx, modré kabely (dole) k zápornému pólu baterie.
Pro BMS menší než 400 A je obvykle k dispozici pouze černý a modrý 35 mm kabel.² Kabel. Od 400 A, dva stejně zbarvené 35 mm kabely.² kabely jsou spojeny paralelně, aby byl průměr kabelu fyzicky dostatečně pružný, ale elektricky dvakrát tak odolný.

Systém BMS se aktivuje přivedením externího nabíjecího napětí. Tím se nejprve zapne BMS. Návod je k dispozici zde ke stažení k dispozici.

Systém XENES-BMS má integrovaný balancer.

Hodnota SOC 64% (druhý sloupec zleva, třetí hodnota zdola) představuje aktuální stav nabití a NEMĚLA by se nastavovat ručně, aby nedošlo k nesprávným hodnotám.

Jediné hodnoty, které je třeba upravit, jsou jmenovitá kapacita a případně hodnoty maximálního nabíjecího/vybíjecího proudu a ochrany proti nabíjení při nízkých teplotách (0 °C), protože baterie LiFePo4 se nesmí nabíjet při teplotách nižších než 0 °C, protože pak by se na elektrodách mohly usazovat ionty lithia, které by mohly baterii dlouhodobě poškodit.

Vybíjení může probíhat i při teplotách nižších než -20 °C, ale při těchto teplotách je třeba počítat se snížením celkové kapacity na přibližně 70% oproti obvyklým 100 %.

Připojení balancéru

V každé baterii jsou čtyři články. Buď má článek ve skutečnosti pouze JEDEN článek s napětím 3,35 V, nebo několik (v tomto případě čtyři), z nichž každý má (v tomto případě společný) záporný a kladný pól.

Černý kabel bílé zástrčky (-) vlevo dole je připojen k zápornému pólu prvního (zde společného) článku a čtyři červené kabely (+) jsou připojeny vždy ke kladnému pólu prvního (to je článek/skupina článků, která je z hlediska BMS připojena k zápornému pólu jako první). B- (v čelním pohledu na obrázku výše, blok buněk vpravo nahoře), druhá, třetí a čtvrtá buňka (buňky).

Pokud jsou kabely příliš krátké, lze je prodloužit. Je však důležité zajistit, aby VŠECH pět kabelů bylo stejně dlouhých, aby nedošlo ke zkreslení výsledků měření!

Zásuvky na spodní dlouhé straně BMS, označené jako NTC a UART slouží k připojení teplotního čidla (NTC) a modul Bluetooth (UART), který se používá k navázání spojení s aplikací BMS.

Připojení baterie a rozdělovače

S bočníkem a rozdělovačem Victron Lynx umožňuje Victron měření vstupních a výstupních proudů až do rozsahu 1 kA a také předjištění připojených zátěžových řetězců.

Shromážděná data se zobrazují na dotykovém panelu prostřednictvím Cerbo GX.

Baterie se připojuje ke vstupům bočníku Lynx pomocí krátkých, silných a krátkých kabelů určených pro očekávané proudy.

Všechny šroubové spoje M8 musí být dotaženy na 14 Nm.

Bočník a rozdělovač Lynx váží dohromady 3,6 kg.

Připojení regulátoru MPPT

Výstup regulátoru MPPT je připojen k jednomu z výstupů rozdělovače. Pokud se používá více regulátorů MPPT, lze je kombinovat na jedné svorce rozdělovače.

Regulátor MPPT váží 4,5 kg.

Připojení posilovače nabíjení / nabíječky

Výstupy posilovače nabíjení a nabíječky jsou připojeny přímo k jednomu z výstupů rozdělovače.

Nabíjecí booster váží 1,8 kg, nabíječka 1,3 kg.

Připojení spotřebitele

Součet všech proudů napájecího vedení vynásobený koeficientem 1,35 udává velikost použité záložní pojistky. Pokud se očekává 105 A, je pojistka 105 x 1,35 = 148 se 150 A.

Spotřebiče jsou vždy jištěny jednotlivě pomocí vhodně vypočtených pojistek.

Připojení Cerbo GX a GX Touch

"Sběrač dat" Cerbo GX se připojuje k dotykovému panelu GX pomocí dodaného propojovacího kabelu. Zařízení, která komunikují s Cerbo GX, se k němu připojují pomocí kabelu VE.direkt nebo pomocí adaptéru USB-VE. Obojí je třeba v případě potřeby objednat zvlášť.

Připojení externí baterie

Externí bateriové připojení lze použít například k propojení dvou vozidel, která mají fotovoltaické moduly a bateriový blok, aby se energie, kterou jedno z vozidel nepotřebuje, využila pro druhé vozidlo s vyšší spotřebou.

Další, externí připojení regulátoru MPPT PV lze použít k připojení dalších externích PV modulů na vstup regulátoru MPPT, aby se dosáhlo vyššího solárního zisku a vyšších výkonových parametrů. Za předpokladu, že instalovaný regulátor MPPT má odpovídající výkonové rezervy.

Zde je Regulátor Victron Smartsolar MPPT 250/100 Tr VE.Can který generuje nabíjecí proud až 100 A při napětí 12 V DC. Podle datového listu je maximální napětí otevřeného obvodu PV 250 V.

V obou vozidlech by měla být do příslušného kladného vedení vnější připojovací zásuvky zapojena pojistka 80 A, aby se na jedné straně zachytily nadměrné proudy a na druhé straně zajistila ochrana proti zkratu. Doporučuje se také jistič v kladném vedení, aby bylo možné vypnout vnější zásuvky pro připojení akumulátoru, pokud se nepoužívají.

Závěr

Pevná jednotka, která obsahuje všechny komponenty v jednom bloku, poskytuje kapacitu 1 120 Ah, váží přibližně 145 kg a navzdory své kompaktnosti umožňuje přístup ke všem spojům všech komponent bez nutnosti demontáže jednotlivých zařízení.

Nápověda

Veškeré elektroinstalační práce musí provádět kvalifikovaný personál v souladu s platnými předpisy. Při práci na elektrických instalacích musí být vždy bezpečně odpojeny od napětí!
Pro informování nezúčastněných třetích stran musí být na vypínací zařízení po dobu prací připevněny příslušné značky.

p.s. Pokud potřebujete osobní podporu při realizaci za úplatu, můžete zaslat Rezervace vyrobit!