Índice
- Introdução
- 1. Porque é necessário reajustar os parâmetros após a atualização para LiFePO₄
- 2. Parâmetros de carregamento frequentemente utilizados para LiFePO₄
- 3. Como devem ser entendidas as tensões de Bulk / Absorção?
- 4. Ajuste da tensão de flutuação
- 5. Porque a equalização tem de ser desligada
- 6. Porque a compensação de temperatura tem de ser desativada
- 7. Ajuste da corrente de carregamento
- 8. Que definições têm de ser ajustadas em que dispositivos
- 9. Conclusão
Baterias LiFePO₄ diferem significativamente das baterias de chumbo-ácido AGM, de gel e inundadas no que diz respeito ao patamar de tensão, à característica de carga, à necessidade de flutuação, à compensação de temperatura e à lógica de proteção. Por isso, a existente Sistema de carregamento após a mudança para LiFePO₄ ser ajustado em conformidade, para que a bateria possa funcionar de forma estável, segura e eficiente.
Em muitos casos, muitos problemas só surgem após a substituição: a bateria parece não carregar totalmente, o carregamento solar para demasiado cedo, a corrente de carga durante a condução é muito baixa, o inversor emite um alarme, o BMS intervém com frequência, a aplicação apresenta um estado de carregamento impreciso – e alguns utilizadores chegam mesmo a suspeitar de um defeito da bateria nova.
T Na verdade, muitos destes problemas não se devem à própria bateria, mas sim a parâmetros configurados incorretamente no original Sistema de carregamento.
1. Porquê após o LiFePO₄-Atualização, os parâmetros têm de ser configurados novamente
1.1 A característica especial de carregamento do LiFePO₄
A plataforma de tensão de LiFePO₄ é muito estável, a eficiência de carregamento é elevada e, perto da carga completa, não é necessário um longo “enchimento lento até ao máximo” como nas baterias de chumbo-ácido. Desde que a tensão de carga esteja no intervalo correto e o BMS funciona normalmente, a bateria pode concluir rapidamente o processo principal de carregamento.
Se continuar a ser utilizada a característica de carga de uma bateria de chumbo-ácido, podem surgir dois problemas típicos:
Primeiro: A duração da absorção é demasiado longa. Como resultado, a bateria permanece durante muito tempo na faixa de alta tensão. Para LiFePO₄ isso não traz nenhuma vantagem clara, mas aumenta a probabilidade de que isso BMS desencadeia funções de proteção.
Em segundo lugar: A tensão de flutuação é demasiado alta. LiFePO₄ ` SOC-área, o que não favorece a durabilidade a longo prazo.
1.2 A plataforma de tensão do LiFePO₄ é mais estável – o estado de carga não pode ser avaliado “a olho” através da tensão, como acontece com o chumbo-ácido
Nas baterias de chumbo-ácido, a tensão diminui significativamente à medida que o estado de carga baixa. Por isso, muitos utilizadores habituaram-se a estimar o estado de carga restante com base na tensão.
No caso do chumbo-ácido, aplica-se, por exemplo:
▪ 12,7 V podem significar carga quase completa
▪ 12,2 V já podem indicar uma descarga significativa
▪ Abaixo de 12,0 V, deve ser recarregada em breve
A curva de tensão de LiFePO₄ É, no entanto, consideravelmente mais plana. Só quando o estado de carga está quase esgotado é que a tensão desce rapidamente.
Num Sistema LiFePO₄ ist deshalb a utilização de uma bateria com Monitorização Bluetooth altamente recomendável. Com uma Lithink bateria LiFePO₄ Bluetooth o utilizador pode, por exemplo, através da aplicação SOC, corrente de carga/descarga, temperatura da bateria e o estado das células individuais em tempo real. Assim, é possível avaliar com mais facilidade e precisão se o processo de carregamento decorre de forma adequada, evitando interpretações erradas do estado de carga ou do estado do sistema.
1.3 O LiFePO₄ depende da proteção através do BMS – os parâmetros do sistema têm de funcionar em conjunto com o BMS
Baterias LiFePO₄ dispõem, regra geral, de um integrado BMS, ou seja, um sistema de gestão da bateria.
O BMS monitoriza:
▪ Tensão de célula individual
▪ Tensão total
▪ Corrente de carga
▪ Corrente de descarga
▪ Temperatura da bateria
▪ Risco de curto-circuito
▪ Risco de carregamento a baixa temperatura
Sempre que um parâmetro estiver fora do intervalo seguro, interrompe o BMS ativar o carregamento ou descarregamento.
Isso é também uma das principais razões pelas quais alguns utilizadores experienciam fenómenos como “falha de energia repentina”, “interrupção do carregamento” ou “alarme do inversor”. Isso não significa que o BMS „demasiado sensível“ não é, mas sim que os parâmetros externos do sistema não foram ajustados corretamente.
2. Parâmetros de carregamento frequentemente utilizados para LiFePO₄
Os seguintes valores de referência referem-se a correntes 12V baterias LiFePO₄. Uma bateria LiFePO₄ de 12V é, de facto, composta por quatro células ligadas em série, cuja tensão nominal é de cerca de 3,2 V cada uma. Por isso, a tensão nominal de todo o conjunto de baterias é normalmente de 12,8 V.
Com um 24V ou 48V-Sistema LiFePO₄ continua a ser a mesma lógica dos parâmetros no essencial, apenas os valores de tensão aumentam em função do número de elementos em série. Simplificando:
▪ No sistema de 24V, a maioria dos valores de tensão corresponde aproximadamente ao dobro do sistema de 12V
▪ No sistema de 48V, a maioria dos valores de tensão corresponde aproximadamente a 4 vezes os do sistema de 12V
2.1 Tabela de referência para parâmetros frequentemente utilizados de um sistema LiFePO₄ de 12V
| Parâmetro | Intervalo recomendado | Descrição |
|---|---|---|
| Bulk / Tensão de absorção | 14,2V–14,6V | Tensão máxima na fase principal de carregamento |
| Valor predefinido habitual | 14,4V | Bom compromisso entre carga completa e estabilidade do sistema |
| Tensão de flutuação | 13,4V–13,8V | LiFePO₄ não necessita de carregamento flutuante prolongado em alta tensão |
| Valor float recomendado | ca. 13,5V | Adequado para a maioria dos sistemas de autocaravanas e solares |
| Equalização | Aus | Função para chumbo-ácido, inadequada para LiFePO₄ |
| Compensação de temperatura | De | Lógica de chumbo-ácido, geralmente não necessária para lítio |
| Temperatura de carregamento | 0°C–50°C | Abaixo de 0°C, carregar é normalmente proibido |
| Intervalo da temperatura de descarga | -20°C–60°C | Dependendo das especificações concretas do BMS |
| Corrente de carga recomendada | 0,2C–0,5C | Bom compromisso entre velocidade, aumento de temperatura e durabilidade |
| Corrente máxima de carga | Dependente do produto | Varia consoante o BMS e o produto |
| Desligamento por baixa tensão (LVD) | 10,8V–11,2V | Não recomendável descarregar de forma extremamente profunda de modo permanente |
| Reconexão de Baixa Tensão (LVR) | 12,0V–12,4V | Evita desligamentos e reconexões frequentes |
3. Como devem ser entendidas a tensão Bulk / de absorção?
A Tensão de bulk / absorção pode ser entendida como a tensão de carga máxima que o carregador permite para a bateria na fase principal de carregamento.
Para uma 12V-Bateria LiFePO₄ sind habituais as seguintes definições:
14,2V: Konfigurado de forma mais conservadora, adequado para utilizadores que pretendem reduzir o tempo de permanência na zona de alta tensão
14,4V: O valor mais comum, um bom compromisso entre carga total e estabilidade do sistema
14,6V: Mais próximo da carga completa, mas exige maior precisão do dispositivo e afinação do BMS
4. Ajuste da tensão de flutuação
A carga de flutuação é uma fase de carregamento muito importante nas baterias de chumbo-ácido. O chumbo-ácido tem uma autodescarga relativamente elevada; sem uma carga de flutuação permanente, a bateria pode facilmente ficar subcarregada ou sulfatar. Por isso, os sistemas de chumbo-ácido mantêm frequentemente a bateria em flutuação durante períodos mais longos.
LiFePO₄ em contrapartida, tem uma autodescarga muito baixa e não necessita de uma carga de manutenção prolongada de alta tensão.
Se o dispositivo permitir desativar o Float: A carga de flutuação pode ser desligada.
Se o sistema não conseguir desativar o Float: Deve ser ajustada uma tensão de manutenção mais baixa. Um intervalo adequado situa-se entre 13,4V–13,8V, sendo um valor padrão frequentemente recomendado de cerca de 13,5V.
5. Porque é que a equalização tem de ser desativada
Equalização é uma função de carga de equalização de alta tensão proveniente da tecnologia de chumbo-ácido. Serve para equalizar os estados de células individuais de chumbo e reduzir a sulfatação.
Em Baterias LiFePO₄ assume o interno BMS `
Richtung correta: Após a mudança para LiFePO₄ deve Equalização em OFF ser colocados.
6. Porque a compensação de temperatura tem de ser desativada
Compensação de temperatura também é uma função típica das baterias de chumbo-ácido. O chumbo-ácido requer uma tensão de carregamento mais elevada a baixas temperaturas e uma tensão de carregamento mais baixa a altas temperaturas. Por isso, os sistemas de carregamento de chumbo-ácido ajustam automaticamente a tensão à temperatura.
Bei LiFePO₄ o problema central, no entanto, não consiste em aumentar a tensão com o frio, mas sim no facto de, abaixo de 0°C, normalmente não se dever carregar de todo. O carregamento a baixa temperatura pode causar deposição de lítio e, assim, comprometer tanto a segurança como a vida útil das células.
Procedimento correto: desligar a compensação de temperatura e o BMS deixar decidir se o carregamento é permitido.
Alternativa para o frio: Uma Bateria LiFePO₄ Lithink com autoaquecimento durante o carregamento utilizar, para que a bateria, a baixas temperaturas, seja primeiro aquecida e só depois carregada normalmente.
7. Ajuste da corrente de carga
O carregamento de corrente não deve ser simplesmente escolhido «o mais alto possível». LiFePO₄ pode, de facto, ser carregado com uma eficiência relativamente elevada, mas uma corrente de carga permanentemente alta leva a um aumento mais acentuado da temperatura e aumenta o esforço para BMS e células.
Carregamento diário suave: cerca de 0,2C
Carregamento mais rápido: cerca de 0,5C
Se 1C é permitido: Deve ser sempre verificado com base na especificação do produto
A taxa C descreve a relação entre a capacidade da bateria e a corrente.
| Capacidade da bateria | corrente de carregamento de 0,2C | Corrente de carregamento de 0,5C | Corrente de carga 1C |
|---|---|---|---|
| Bateria 100Ah | 20A | 50A | 100A |
| Bateria de 140Ah | 28A | 70A | 140A |
| Bateria 280Ah | 56A | 140A | 280A |
| Bateria 314Ah | 62,8A | 157A | 314A |
8. Que definições têm de ser ajustadas em que dispositivos
8.1 Controlador solar MPPT
| Parâmetros MPPT | Valor recomendado para 12V LiFePO₄ |
|---|---|
| Tipo de bateria | Lítio / LiFePO₄ / Definido pelo utilizador |
| Tensão de absorção | 14,4V–14,6V |
| Tensão de flutuação | 13,4V–13,6V |
| Equalização | OFF |
| Compensação de temperatura | OFF |
| Tempo de absorção | 10–30 minutos ou carro |
| Carregamento a baixa temperatura | Bloquear o carregamento abaixo de 0°C |
8.2 Carregador AC
} Carregador AC é normalmente utilizado para carregar a bateria através de corrente de terra, corrente da rede elétrica ou um gerador. Primeiro, deve verificar-se se o carregador sequer tem um Modo LiFePO₄ suportado.
| Parameter | Valor recomendado |
|---|---|
| Tensão de carga | 14,6V |
| Tensão de flutuação | OFF |
| Equalização | OFF |
| Compensação de temperatura | DESLIGADO |
| Corrente de carregamento | De acordo com a capacidade da bateria e os limites dos cabos |
8.3 Aparelho combinado inversor-carregador
Ein Aparelho combinado inversor-carregador desempenha, por norma, duas funções em simultâneo:
▪ Converte a corrente contínua da bateria em corrente alternada de 230V/110V
▪ Carrega a bateria assim que a alimentação elétrica em terra ou um gerador estiver disponível
Portanto, têm de ser configurados tanto os parâmetros de carga como os de descarga/proteção.
Configurações do lado da carga
| Configuração do lado do carregamento | Empfohlener Wert |
|---|---|
| Tipo de bateria | Lítio / LiFePO₄ / Definido pelo utilizador |
| Tensão de absorção (Absorção) | 14,4V–14,6V |
| Tensão de flutuação (Float) | 13,4V–13,6V, frequentemente 13,5V |
| Limitação da corrente de carregamento | Ajustar de acordo com a bateria e a especificação do BMS |
| Equalização | DESLIGADO |
| Compensação de temperatura | OFF |
Definições do lado da descarga
| Ajuste do lado de descarga | Valor recomendado |
|---|---|
| Alarme de baixa tensão | 11,5V–12,0V |
| Desconexão de baixa tensão | 10,8V–11,2V |
| Tensão de religação | 12,0V–12,4V |
| Potência máxima de descarga | Segundo os limites do inversor e do BMS |
| Reinício automático | Recomendado: ATIVADO, consoante a necessidade do sistema |
8.4 Carregador DC-DC para carregamento durante a condução
Ein Carregador DC-DC ist uma parte essencial das modernizações de autocaravanas modernas em LiFePO₄ um componente muito importante. Converte a alimentação de entrada instável do veículo numa adequada para LiFePO₄ numa tensão de carregamento adequada e estável.
| Parâmetros DC-DC | Valor recomendado |
|---|---|
| Tipo de bateria | Lítio / LiFePO₄ |
| Tensão de saída | 14,4V–14,6V |
| Tensão de flutuação | aprox. 13,5V |
| Limite atual | Ajustar de acordo com a bateria e a potência do alternador |
| Baixa temperatura de carregamento | Bloquear carregamento a baixa temperatura |
| Sinal de ignição / D+ | Ajustar de acordo com a ligação do veículo |
8.5 EBL original / bloco elétrico
Muitas autocaravanas dispõem de um Sistema EBL`, portanto um bloco elétrico, que gere a distribuição de 12V, o carregamento através de corrente de terra, o carregamento durante a condução e, em parte, também a indicação do estado da bateria.
O problema reside no facto de muitos sistemas EBL mais antigos terem sido originalmente concebidos para baterias de chumbo-ácido, AGM ou de gel. Após a substituição por LiFePO₄ podem, por isso, ocorrer os seguintes problemas:
▪ A tensão de carregamento não é compatível
▪ Não existe um modo LiFePO₄ selecionável
▪ A corrente de carregamento durante a viagem é demasiado baixa
▪ O indicador do nível da bateria é impreciso
▪ O carregador interno não consegue carregar completamente a bateria LiFePO₄
▪ A lógica de proteção contra subtensão continua a avaliar com base em critérios de chumbo-ácido
Se o EBL um Modo LiFePO₄ é suportado, este deve ser ativado de acordo com o manual. Se não existir um modo LiFePO₄, em muitos casos recomenda-se a utilização de um separado do carregador LiFePO₄`, enquanto o EBL assume principalmente a função de distribuição.
9. Conclusão
Após a troca em Baterias LiFePO₄ é a resposta à pergunta de se o original Sistema de carregamento tem de ser adaptado, na maioria dos casos, de forma bastante clara: Ja.
Devem ser verificados, pelo menos, os seguintes pontos:
▪ O tipo de bateria foi para Lítio / LiFePO₄ alterado?
▪ A tensão Bulk-/Absorção está definida para 14,4V–14,6V?
▪ A tensão de flutuação foi reduzida para 13,4V–13,8V ou desativada?
▪ A Equalization está desativada?
▪ A compensação de temperatura está desativada?
▪ A corrente de carregamento corresponde às capacidades da bateria e da cablagem?
A proteção contra subtensão do inversor está ajustada de forma adequada?
Erst quando a característica de carregamento até agora do sistema corresponder aos requisitos de um eficiente Sistemas de lítio é ajustado, pode a Bateria LiFePO₄ desenvolver todo o seu potencial em termos de estabilidade, segurança e eficiência.
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