Convertir a baterías LiFePo4

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Aktualisiert – Januar 3, 2025

La conversión a baterías LiFePo4 merece la pena por dos aspectos: ahorro de peso y vida útil. Ambas son buenas razones en la autocaravana para sustituir las viejas baterías AGM.

Una batería AGM está diseñada para cargarse después de la descarga del 60%. Una batería LiFePo4 en realidad dura 100% de su capacidad nominal. Además, una batería AGM requiere fases de recuperación cuando se requieren corrientes elevadas de forma continua, por ejemplo en funcionamiento con inversor.
En la prueba, una batería AGM de 120 Ah duró 31 horas con un consumo de corriente permanente definido, y la batería LifePo4 de 110 Ah duró 54 horas.
Los dos tipos también se diferencian en su comportamiento de carga: la batería AGM necesita 12 horas y la batería LiFePo4 necesita 6 horas para reponer la energía utilizada.
En cuanto al peso: el AGM ronda los 26 kg, la batería LiFePo4 ronda los 10 kg.

Ahora bien, no todo el mundo está familiarizado con esta tecnología, por lo que la gente suele evitar dar este paso. Sin embargo, como siempre, se conoce la clave del supuesto secreto que inicialmente se intuye detrás.

Las instrucciones paso a paso están destinadas a ayudarle a perder el miedo y completar con éxito el intercambio con certeza.

Los dispositivos Victron se utilizan para todos los componentes, a excepción de las propias baterías.

Lista de la compra

Dependiendo de la necesidad de potencia, seleccione el amperio-hora (Ah) deseado, p. ej. EVE 280 Ah. Ya que la bateria la montamos nosotros mismos y una sola Celda de batería Si tiene 3,35 V, pero normalmente necesitamos tensión de a bordo de 12 V, se meten cuatro de estos en el carrito de la compra. Para 24 V, como en los vehículos recreativos basados en chasis de camión, se deben comprar 8 celdas.

Si se requiere mayor rendimiento, las células también se pueden conectar en paralelo. Por ejemplo, 2 pilas de 280 Ah de 4 x 3,35 V conectadas en paralelo dan como resultado una capacidad de 2 x 280 Ah = 560 Ah.

Las baterías LiFePo4 requieren el llamado sistema de gestión de baterías (BMS), que le protege de tensiones demasiado altas o demasiado bajas y, en caso de fallo, desconecta electrónicamente el cable negativo en el momento oportuno.

El siguiente es un Equilibradores útil, lo que garantiza que todas las celdas tengan siempre un voltaje aproximadamente idéntico.

Cargador/refuerzo de carga Se utilizan para cargar la batería LiFePo4 con toma de puerto o mientras se conduce a través del alternador.
Estos dispositivos, si ya están instalados para una batería AGM, pueden ser adecuados para baterías LiFePo4. Se pueden configurar manualmente o reconocer automáticamente el tipo de batería y cargar con la curva de carga correspondiente. Si el cargador no proporciona ni lo uno ni lo otro, necesitará un dispositivo nuevo adecuado.

Si desea utilizar un inversor, es posible que pueda ahorrarse un cargador de 230 V aparte, porque los inversores más grandes, como el Victron Multiplus II, ya llevan incorporado un cargador muy potente.

En lo que respecta al rendimiento del amplificador de carga, debes vigilar la potencia de salida del alternador e instalar uno más potente si es necesario. Se considera estándar un amplificador de carga con una corriente de carga de 30 A y, por lo general, se puede instalar sin un alternador más potente.
Tenga en cuenta que se deben utilizar cables gruesos y cortos de acuerdo con las instrucciones del fabricante para mantener al mínimo las caídas de tensión del alternador al amplificador de carga y del amplificador de carga a la batería. Los buenos amplificadores de carga compensan las pérdidas de voltaje del alternador al amplificador de carga aumentando automáticamente el voltaje de salida.

Puede encontrar una herramienta de cálculo para secciones transversales de cables. aquí.

¡Asegúrese siempre de que todas las conexiones de tornillo, abrazadera o engarce estén seguras!
Las conexiones flojas crean altas resistencias, lo que puede provocar un calentamiento excesivo e incluso un incendio en el cable si hay corriente.

Opciones

Si no solo desea consultar el estado de carga de las baterías a través de la interfaz Bluetooth a través de la aplicación, sino que también quiere estar siempre informado sobre la energía solar entrante, el estado de carga y los valores de consumo, puede disponer de todos los valores relevantes. mostrado por Victron Cerbo GX con monitor Touch 70, configuración de dispositivos, etc.

Equilibrio celular

Debido a tolerancias de fabricación y materiales, las propiedades de una celda nunca son exactamente idénticas. Dado que un BMS supone que hay una celda descargada cuando se alcanza un determinado voltaje de celda y apaga toda la batería, incluso si las celdas restantes aún no están descargadas, es importante mantener todas las celdas en un nivel de voltaje idealmente idéntico.

El equilibrio celular lleva tiempo. No está de más colocar las celdas en una fila paralela después de la entrega, conectar todos los polos negativos a las llamadas barras colectoras suministradas y hacer lo mismo con todos los polos positivos. De esta manera, una celda con menor carga puede tomar carga de otra celda durante la noche, logrando así un potencial de voltaje equilibrado en todas las celdas.

La batería

Medición de voltaje

En el ejemplo anterior, se equilibraron 16 celdas y ahora se verifica su voltaje respectivo. Se debe utilizar un multímetro digital con una resolución de 0,001 V ±0,03 % o mejor. Una función máx/mín facilita el registro de la desviación de tensión de una serie de mediciones, como aquí en 16 celdas.

Si se confirma que todas las celdas con voltajes prácticamente idénticos están equilibradas, se pueden colocar las celdas en la disposición deseada. Aquí se deben conectar cuatro veces cuatro celdas de 3,35 V en paralelo (resultando en 4 x 280 Ah = 1120 Ah) y luego los cuatro paquetes resultantes de 3,35 V cada uno se deben conectar en serie para formar una batería de 13,4 V.

Construcción

Aquí, los bloques de cuatro, cada uno de los cuales representaba en última instancia UNA celda de 3,35 V, se conectaron en serie para proporcionar un total de 4 x 3,35 V = 13,4 V.

Los insertos de espuma rosa sirven para amortiguar las vibraciones. Peso total incluyendo carcasa 96 kg. ¡Ahorro de peso en comparación con 4 baterías AGM DeepCycle de 222 kg! Dimensiones (An) 619 x (Al) 407 x (Pr) 283 mm.

Conexión BMS

El BMS tiene dos conexiones de cable gruesas, P- y B-. B- está conectado al terminal negativo de la batería, P- conduce al terminal negativo del consumidor. Esta sección del cable también debe utilizarse para el cable positivo de la batería y no debe ser inferior.

Los dos de 35mm² Los gruesos cables negros (arriba) están conectados al riel de tierra (-) del derivador Lynx, los cables azules (abajo) están conectados al polo negativo de la batería.
Por lo general, solo hay un conector negro y azul de 35 mm para BMS de menos de 400 A.² Cable. A partir de 400 A, dos del mismo color miden 35 mm cada uno² Cables conectados en paralelo para que el diámetro del cable sea físicamente lo suficientemente flexible, pero eléctricamente dos veces más resistente.

El BMS se activa aplicando una tensión de carga externa. Esto enciende primero el BMS. Las instrucciones están disponibles aquí Descargar disponible.

El XENES-BMS tiene un equilibrador integrado.

El valor SOC del 64% (segunda columna desde la izquierda, tercer valor desde abajo) representa el estado de carga actual y NO debe ajustarse manualmente para evitar valores incorrectos.

Los únicos valores que deben ajustarse son la capacidad nominal y, si procede, los valores de la corriente máxima de carga/descarga y la protección de carga a bajas temperaturas (0 °C), ya que las baterías LiFePo4 no deben cargarse por debajo de 0 °C porque entonces los iones de litio pueden depositarse en los electrodos y dañar la batería a largo plazo.

La descarga también puede tener lugar por debajo de -20 °C, pero a tales temperaturas la capacidad total debe suponerse reducida a unos 70% frente a los 100 % habituales.

Conexión del equilibrador

Hay cuatro celdas por batería. En realidad, una celda solo tiene UNA celda de 3,35 V o varias (aquí cuatro), cada una de las cuales tiene un polo negativo y positivo (aquí común).

El cable negro del enchufe blanco (-) en la parte inferior izquierda está conectado al polo negativo de la primera celda (aquí común), así como los cuatro cables rojos (+) a cada uno de los polos positivos de la primera (que ¿Es esa célula/ese grupo celular, desde la perspectiva del BMS, el primero en hacerlo? B- conectado es; En la vista frontal que se muestra arriba, el bloque de celdas en la parte superior derecha), la segunda, tercera y cuarta celda (unidad) están conectadas.

Si los cables son demasiado cortos, se pueden alargar. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, en última instancia, TODOS los cinco cables tienen la misma longitud para evitar que se falseen los resultados de las mediciones.

Los enchufes en el lado inferior largo del BMS, marcados con CNT y UART Se utilizan para conectar el sensor de temperatura (CNT) y el módulo Bluetooth (UART), que se utiliza para establecer la conexión con la aplicación BMS.

Conexión de batería y distribuidor.

Con el derivador y distribuidor Victron Lynx, Victron permite medir corrientes entrantes y salientes hasta el rango de 1 kA, así como la protección previa de las líneas de consumo conectadas.

Los datos recopilados se muestran en el panel táctil a través de Cerbo GX.

La batería se conecta a las entradas del derivador Lynx mediante cables cortos y gruesos diseñados para las corrientes esperadas.

Todas las uniones roscadas M8 deben apretarse con 14 Nm.

La derivación Lynx y el distribuidor juntos pesan 3,6 kg.

Conexión del regulador MPPT

La salida del controlador MPPT está conectada a una de las salidas del distribuidor. Si se utilizan varios controladores MPPT, se pueden combinar en un terminal distribuidor.

El controlador MPPT pesa 4,5 kg.

Puerto de refuerzo de carga/cargador

Las salidas de los amplificadores de carga, como los cargadores, se conectan directamente a una de las salidas del distribuidor.

El amplificador de carga pesa 1,8 kg y el cargador pesa 1,3 kg.

Conexión del consumidor

La suma de todas las corrientes en una línea de suministro multiplicada por 1,35 da como resultado el tamaño del fusible de respaldo que se utilizará. Si se esperan 105 A, el fusible es 105 x 1,35 = 148 con 150 A.

Los consumidores siempre están protegidos individualmente mediante un seguro calculado adecuadamente.

Conector Cerbo GX y GX Touch

El “recolector de datos” Cerbo GX se conecta al panel táctil GX mediante el cable de conexión incluido. Los dispositivos que se comunican con Cerbo GX se conectan a él mediante un cable VE.direkt o mediante un adaptador USB a VE. Ambos deben pedirse por separado si es necesario.

Conexión de batería externa

Con una conexión de batería externa se pueden conectar, por ejemplo, dos vehículos, ambos con módulos fotovoltaicos y un paquete de baterías, para poder utilizar la energía que no se necesita en uno de los vehículos para el segundo vehículo con mayor consumo.

Se puede utilizar otra conexión fotovoltaica del controlador MPPT externo para conectar módulos fotovoltaicos externos adicionales a la entrada del controlador MPPT para lograr un mayor rendimiento solar y mayores parámetros de rendimiento. Siempre que el controlador MPPT instalado tenga reservas de energía adecuadas.

Aquí está el Controlador Victron Smartsolar MPPT 250/100 Tr VE.Can instalado, que genera una corriente de carga de hasta 100 A a 12 V CC. Según la hoja de datos, la tensión máxima de circuito abierto fotovoltaico es de 250 V.

En ambos vehículos se debe conectar un fusible de 80 A en el respectivo cable positivo de la caja de enchufe externa para absorber corrientes demasiado altas y proteger contra cortocircuitos. También se recomienda un disyuntor en la línea positiva para que las tomas de conexión de la batería externa puedan desconectarse cuando no estén en uso.

Conclusión

Una unidad sólida que contiene todos los componentes en un solo bloque proporciona en última instancia 1.120 Ah, pesa alrededor de 145 kg y, a pesar de su tamaño compacto, permite el acceso a todas las conexiones de todos los componentes sin desmontar los dispositivos individuales.

Aviso

Todos los trabajos de instalación eléctrica deben ser realizados por personal cualificado cumpliendo la normativa aplicable. ¡Cuando se trabaje en instalaciones eléctricas, éstas deben mantenerse siempre sin energía!
Para informar a terceros no implicados, se deben colocar carteles informativos adecuados en los dispositivos de parada durante la duración del trabajo.

PD: Si necesita apoyo personal en la implementación pagando una tarifa, puede hacerlo. Venta de entradas ¡hacer!