LiFePO4 аккумуляторы (размышления на тему)

Прогресс не стоит на месте и в продаже появились аккумуляторы с химическими процессами на основе лития.
Особенно интересны аккумуляторы LiFePO4.
Выпускаются для различного применения. Бывают для шуруповёртов, а бывают и для электромобилей.

Даже сейчас, на этапе становления, эта технология обладает неоспоримыми плюсами.
Рассмотрим простейший вариант с элементами от электроскутера.
Основные плюсы для автономщиков (исходя из характеристик элемента HEADWAY 38120S):
1. Большой срок жизни при глубоких разрядах (2000cycles 1C 80%DOD).
2. Большие разрядные токи (вплоть до 16С)
3. Большие зарядные токи (до 8С)
4. Абсолютно необслуживаемые.

Из этих плюсов следует, что:
1. Можно строить систему исходя из 80% разряда не беспокоясь за срок службы.
2. Можно подключать мощные нагрузки.
3. Можно БЫСТРО заряжать батарею от мощных источников. Т. е. бензогенератор в отсутствии солнца/ветра отдает полную мощность в течении непродолжительного времени (скажем час), затем система снова питается от аккумуляторов.


Попробуем примерно прикинуть финансовую составляющую.
Пока по батареям. Без контроллеров, инвертеров и прочей обвязки.
За базис возьмём мелкий дачный домик с 12 вольтовой 120 амперной кислотной батареей для освещения/телевизора/ноутбука.

При планировании автономки мы решили, что батарея должна жить долго. Хотя-бы 2000 циклов. Посмотрев на графики для гелевых, выбираем 20% DOD. Итого при 120ой батарее нам доступно 12*120*0,2 = 288 ватт-часов. 0.29 киловата. Батарейка нам обошлась в ~10000-11000 руб.

Рассмотрим вариант с ли-фе.
Покупаем 16pcs HEADWAY LIFEPO4 BATTERY 10ah на ебей за 350$ (10500р)
Скручиваем болтиками, получаем батарею 12 вольт 40 амперчасов. Хотим добиться тех-же 2000 циклов, значит нам доступен 80%DOD. Итого 12*40*0,8 = 384 ваттчаса. 0,39 киловатт.

Ещё пример. Солнце скрылось за тучами, полный штиль, "металлисты" упёрли пару километров кабеля до вашего товарищества. Осталось надеяться только на трехкиловаттный бензогенератор.
Свинец можно заряжать током ~24А т. е. он зарядится примерно за час.
В LIFEPO4 можно смело дуть и 200 ампер (справилось бы зарядное). Т. е. 10-15 минут.

Всё конечно упрощённо и утрировано, но повод для размышлений есть

 

Уже давно любителям ионисторов порекомендовал литийжелезофосфатные аккумуляторы. Правда они к литию относятся как к ядерному реактору.
З.Ы. Если только соединить элементы и пустить все напрямую, то реально все-таки получить маленькую хоть и не Хиросиму, но просто взрыв при заряде. Требуется все-таки прикупить еще и BMS чтоб все элементы заряжались до одного напряжения и ни разу ничего не рвануло.

 

LiFePo4 бывают и в более привычных корпусах:

 

Вы использовали эти аккумуляторы, или только по рекламным характеристикам продавцов судите? Действительно интересно узнать.
Литий-фосфат ещё очень молод, поэтому в реальных условиях я не встречал отзывов более 1-1.5 лет использования. Для примера у Литий-иона тоже заявлено 500 циклов, но у меня лично шуруповёрт Хитачи перемалывает уже третью батарейку за 14 месяцев В телефонах, что Сони, что нокиа аккумуляторы тоже не живут заявленное время. Это из личного. Так что думаю, ориентироваться на завышенные данные производитель рановато.
Ещё: зарядка малыми токами тоже не на пользу Литию(а Солнце-именно малые токи). А большими-10-15 минут на зарядку-это даже не смешно. Большинство (из тех что вертел-смотрел) батареек заряжаются 1С, 2С, 5С, и даже 10С. НО лучше(для долгой жизни) заряжать 0.3С
Про БМС-ки уже сказали, или про умную зарядку-тоже.
Был эл.велик, на котором стояла самопайка из А123 18650 элементов-прожил около года, при отсутствии зимних поездок.
У знакомых была покупная батарея на 36в20ач, тоже прожила не долго, хотя и зарядка с БМС были.
Удобно, легко, но пока не очень надёжно.
PS Если будете делать, посмотрите в сторону Thunder Sky или FoxxPower. Призматические в жёстком корпусе, ёмкости можно подобрать и до1000а/ч, балансиры и провода крутить болтами. Сам на такие смотрел, но по выше изложенным сомнениям пока оставил эти метания.

 

Понятно, что всё ещё очень сыро..
Опыта реального использования нет, пока так ... тереоретизирую
Направление-то интересное со всех сторон. Вот бы кто из продавцов/инсталяторов привёз бы тестовый образец да и установил его для накопления статистики.
Вроде как в китае на них автобусы ездят.

А у меня пока всё стандартно.. На даче свинцовый гель под солнцем.

 

в москве их продавали год назад ребята из смежной тематики- 40 ач по 8000-9000 в розницу, потом убрали из продажи...не пошло

 

Ну опыт реального использования обещают начать скоро. Отечественный производитель (похоже ребята Чубайса) оснащает литием вот это http://www.membrana.ru/particle/16748 .

 

http://www.membrana.ru/particle/16471

Теперь я знаю, куда можно будет деть батарею от моего гибрида через несколько лет Оказывается, еще лет 15 может послужить.

Хотя, опыт наших гибридоводов показывает, что достаточно заменить несколько "дохлых" элементов в батарее, и она продложает работать.

 

После просмотра графиков на сайте тхандерская всё встало на свои места. LiFePO4 к сожалению наследует недостатки обычных литиевых батарей. И сдаёт характеристики не столько от колличества циклов, сколько от времени... Год - минус 30% ёмкости...

 

Доброе утро. Если Вы про последний график, то это кривая саморазряда батарейки. Поэтому и пишут на литий-фосфате про саморазряд менее 3% в месяц. Ну или, как видно, 30% за год

 

Дело было вечером.. Взгляд не сфокусировался на заголовке графика
Значит ещё не всё потеряно

 

Знакомые ребята из тюнингового ателье вволю поэксперементировали с АКБ на деньги клиента, перепробовав всё - от лития до классики, остановилились на АКБ Оптима - рулонных свинцово-кислотных АКБ.
Насколько они профессиональны можно судить по тюнингованой Победе (она на ДВСе):

 

Да эти аккумуляторы очень даже неплохи. Просто у нас народ всегда пытается купить литий по цене свинца и удивляется почему емкость как у никель-металлгидрида, а живучесть как у свинца. Тоже самое со светодиодными лампами китайскими. Купят их и ноют что светит слабо и синюшно, и делают вывод что Осрам, Филипс и Кри всех разводят на светодиодные лампы: яркие и с отличной цветопередачей.

 

На моей окушке такая стоит (желтая). Все хорошо было пока регулятор напряжения не накрылся на генераторе. Сколько я ездил с 20 вольтами в бортовой сети неизвестно. И сколько воды потеряла батарея тоже.
И не дольешь. А стоит 12 килорублей.
Зима покажет на сколько она сдохла.

 

Тоже активно присматриваюсь к этим аккумуляторам для будущей автономной системы. Заказал на ебее для попробовать 4 штуки по 2300мА/ч.
Немного их помучал и вот что выяснил.
Собрал из них последовательную батарею в 4х3,6В=14,4В и начал заряжать от солнечного контроллера. Тут тонкость - 14,4В это максимум до которого надо заряжать и соответственно 4х3В=12 это минимум до которого надо разряжать. Каждая банка мной была протестирована именно в этом диапазоне и показала емкость около 2200-2300мА/ч. Контроллер умный и позволяет перепрограммировать напряжение конечного и максимального напряжения, это очень важно, так как перезаряд и переразряд убивает фосфат и литий.
Так вот, появилось солнце и я начал заряжать батарею. Первый косяк: банки заряжаются крайне неравномерно - в итоге одни перезарядились, другие недозарядились, а контроллер все заряжает и заряжает. Ведь он измеряет общее напряжение! Соответственно нужен балансир обязательно! Такая же история и с разрядом: одни банки переразряжаются другие еще имеют напряжение а контроллер опять видит только общее напряжение! Для этого уже нужен активный балансир чтоб перекачивать энергию из более заряженных в менее заряженный банки.
Второй косяк. Мой контроллер в конце заряда переходит в режим float (или типа того). Вообщем небольшим током еще подзаряжает батарею. Для свинца это хорошо, но не для лития или фосфата! В итоге напряжение продолжает расти не смотря на то что предел 14.4В. Но это может только в моем так.
Сейчас работаю над созданием балансира. Пока пассивного, то есть избыток энергии на каждой банке будет тупо рассеиваться в виде тепла на резистор. Освоил микроконтроллеры, чтоб сделать собственный умный контроллер заряда. А вот схему рабочую для активного балансира не нашел, может кто знает такие? Есть вроде спец микросхемы, но их даже на ебее не продают.
П.С. Одну банку я убил - не уследил за ней и она разрядилась до 1В. Щас на ней всегда около 0 и работает как конденсатор.