Świstak - 2021-01-05, 11:34 Temat postu: Akumulatory LiFePO4 zimą Akumulatory LiFePO4 mogą być rozładowywane przy temepraturach poniżej zera, ale nie mogą być w tych warunkach ładowane ponieważ skraca to ich żywotność. Niektóre BMS-y zamontowane w akumulatorach automatycznie wyłączają możliwość ładowania ogniw w takich warunkach nie ograniczając jednocześnie możliwości korzystania ze zgromadzonej wcześniej energii. Aby móc bezpiecznie naładować takie akumulatory należy je najpierw ogrzać. Osoby korzystające z kamperów zimą przez dłuższy czas nie powinny mieć z tym problemów o ile baterie będą ustawione w ogrzewanym pomieszczeniu, jednak w przypadku gdy korzystamy z auta przez krótki okres lub gdy baterie są w zimnym bagażniku - z czasem wykorzystamy całą zgromadzoną w nich energię bez możliwości jej uzupełnienia. Baterie można ogrzać choćby gorącym powietrzem z webasta, lub owinąć je kilkoma zwojami rurki przez którą przepływa gorący czynnik chłodniczy z mokrego ogrzewania, ale chciałbym przedstawić bardzo prosty układ automatycznego ogrzewania elektrycznego. Wybór grzałki pozostawiam Waszej inwencji, podpowiem tylko że można wykorzystać maty grzewcze na siedzenia samochodów zasilane z 12V, czy też maty do ogrzewania podłogowego lub podgrzewania luster łazienkowych - ważne aby były przystosowane do zasilania napięciem 12V. Będziemy też potrzebować jakiegoś termostatu i czujnika napięcia. Świstak - 2021-01-05, 11:39 Termostat: Można wykorzystać zwykły termostat bimetaliczny z ustawioną fabrycznie temperaturą na 0°C, można wykorzystać regulowany bimetaliczny z lodówki, a można elektroniczny z wyświetlaczem. Ważne aby posiadał zarówno styki NO jak i NC, czyli mówiąc po ludzku aby można go było wykorzystać zarówno do sterowania ogrzewaniem jak i chłodzeniem. Koszt od 3 do 30 złotych. Świstak - 2021-01-05, 11:44 Potrzebne też będzie urządzenie które rozpozna czy mamy uruchomione zewnętrzne źródła energii elektrycznej jak alternator, prostownik czy solar. Wykorzystamy do tego najprostszy i najtańszy układ do ochrony akumulatorów ale koniecznie w wersji z regulowanym napięciem detekcji. Ze względu na oszczędność jakże cennej energii elektrycznej polecam w tym przypadku urządzenie bez wyświetlacza. Świstak - 2021-01-05, 12:12 Potrzebna będzie garść przewodów oraz odrobina chęci.... Krok 1: Do styków naładowanego akumulatora LifePo4 podłączamy czujnik napięcia, nazywany w handlu zabezpieczeniem przed rozładowaniem napięcia. Upewniamy się że akumulator jest naładowany a wszystkie źródła energii elektrycznej (alternator, solary, prostownik, energoblok) zostały wyłaczone minimum 30 minut wcześniej. Przy pomocy potencjometrów (instrukcja obsługi konkretnego urządzenia) regulujemy urządzenie w taki sposób aby przy tym napięciu urządzenie nie pracowało, ale po uruchomienia silnika lub po podłączeniu auta do zasilania zewnętrznego i wzroście napięcia w instalacji powyżej napięcia spoczynkowego akumulatora LiFePO4 - urządzenie włączyło się i podało napięcie na styki wyjściowe. Najlepiej byłoby zastosować tu urządzenie wyposażone w dwa potencjometry tak aby ustawić napięcia załączenia na powiedzmy 14,2V a napięcie wyłączenia na 13,8V - Histereza 0,4V zapobiegnie wielokrotnemu włączaniu i wyłączaniu urządzenia nawet przy oszczędnym okablowaniu i dużej mocy grzałki. Oczywiście nie muszę nikomu przypominać o konieczności stosowania bezpiecznika między akumulatorem a naszym wynalazkiem..... Świstak - 2021-01-05, 12:19 Krok 2: Do wyjścia naszego detektora podwyższonego napięcia podłączamy czujnik temperatury. Jeśli będzie to urządzenie z wyświetlaczem - powinno się uruchomić dopiero po odpaleniu silnika, podłaczeniu zasilania zewnętrznego lub przy oświetleniu paneli słonecznych. Teraz ustawiamy progi temperatur zgodnie z instrukcją obsługi - wiele urządzeń uniwersalnych ma te procedury dość skomplikowane. Nie zapomnijmy o odpowiednim umieszczeniu naszej sondy - najlepiej byłoby ją umieścić między ogniwami, ale jeśli nie mamy takiej możliwości - przyklejmy ją klejem termoprzewodzącym możliwie daleko od grzałki a możliwie blisko ogniw. Polecam ustawienie akumulatora na miękkiej piance i umieszczenie sondy pomiędzy tymi komponentami. Świstak - 2021-01-05, 12:28 Krok 3 Czas podłączyć grzałkę która będzie ogrzewać nasz akumulator. Zanim jednak to zrobimy sprawdźmy czy nic się nie usmaży... Wspominałem wcześniej o bezpieczniku - jego wartość powinna być nieznacznie większa niż prąd jaki będzie konsumować nasza grzałka. Powiedzmy że mamy matę grzewczą o mocy 100W, co daje ze wzoru ma moc I=P/U 100/12 = 8A. Zastosujemy więc bezpiecznik 10A. Teraz sprawdzenie obciążalności styków czyli jaki prąd możemy bezpiecznie czerpać z wykorzystanego urządzenia (informacja ta znajduje się w instrukcji obsługi) - wartość ta powinna być większa lub równa wartości wyliczonej wcześniej. Dotyczy to zarówno naszego detektora napięcia jak i termostatu. Jeżeli warunek jest spełniony - do wyjścia termostatu podłączamy naszą grzałkę, ale jeżeli którakolwiek z tych wartości będzie mniejsza - musimy dokompletować przekaźnik starowany przez nasz termostat, a pobierający energię dla grzałki bezpośrednio z naszego zabezpieczenia... Świstak - 2021-01-05, 12:41 To wszystko. Pamiętajmy tylko o dobrym zaizolowaniu termicznym akumulatora na zimę. Jeżeli układ będzie się wciąż włączał bez odpalonego silnika lub podpiętego zasilania zewnętrznego oznacza to że mamy za nisko ustawione napięcie załączenia. Jeżeli układ nie będzie włączał zasilania termostatu po odpaleniu silnika oznacza że mamy ustawione zbyt wysokie napięcie załączenia, mocno wyładowany akumulator rozruchowy lub wyłączony energoblok. Jeżeli układ będzie się w czasie pracy cyklicznie włączał i wyłączał oznacza to że mamy zbyt mocną grzałkę, żródło energii jest mało wydajne (marne słonko), ustawiliśmy zbyt małą histerezę na detektorze napięcia albo zbyt przychytrzyliśmy na przekroju poprzecznym zastosowanych przewodów.... reaven22 - 2021-01-05, 14:35
To nie jest do końca dobre rozwiązanie. Powinniśmy oprzeć się na pomiarze prądu ładowania a nie napięciu ładowania. LiFePo4 trzyma bardzo sztywno napięcie 13,2-13,3V w przedziale 10-90% pojemności. I dopiero powyżej 90% napięcie zaczyna zauważalnie rosnąć. Wówczas też dopiero zadziała wykrywanie ładowania oparte na napięciu. Po montażu LiFe u siebie robiłem szereg testów, i przy rozładowanym akumulatorze ładowanie prądem rzędu 100A nie robiło na nim większego "wrażenia", napięcie cały czas trzymało się blisko 13,5V mierząc na przyłączach akumulatora. Dopiero gdy akumulator był niemal do pełna naładowany to napięcie wzrosło zauważalnie. Ale tu mówimy ładowaniu w przedziale 90-100% pojemności. Mamy niemal 1V który musimy zgubić na przewodzie pomiędzy alternatorem a akumulatorem LiFePo4. Alternator dąży do napięcia c/a 14,2V a LiFePo4 sztywno trzyma 13,3V, da się to stosunkowo łatwo wykorzystać do detekcji ładowania. Zastosował bym np komparator a sygnał pobrał np. z odcinka przewodu łączącego alternator z zabudową. Spadek napięcia i kierunek prądu będzie łatwy do wyłapania jako wskaźnik. Świstak - 2021-01-05, 15:50 Ten układ ma przygotować akumulator do rozpoczęcia ładowania i pracuje zanim w układzie popłyną duże prądy związane z ładowaniem. Skoro rozpoczęło się ładowanie to znaczy że bms stwierdził odpowiednią temperaturę ogniw i dalsze ich podgrzewanie i tak jest zbędne, więc wyłączenie podgrzewacza na skutek spadku napięcia na okablowaniu nie jest niczym złym, a wręcz jest korzystne bo nie tracimy niepotrzebnie energii. Druga sprawa że po rozpoczęciu ładowania ogniwa zaczną się grzać samoistnie... LukF - 2021-01-05, 16:23 Świstak, W pierwszym poście i w pierwszym zdaniu napisałeś: "Akumulatory LiFePO4 mogą być rozładowywane przy temepraturach poniżej zera, ale nie mogą być w tych warunkach ładowane ponieważ skraca to ich żywotność". Moje pytanie: Taka sytuacja jak opisałeś ma miejsce m.in. kiedy kamper nie używany stoi w zimie w chłodzie pod chmurką a słońce świeci i ładuje nam poprzez solar akumulator LiFePO4. Czy dobrze zrozumiałem??? Świstak - 2021-01-05, 17:29 Tak, a przynajmniej probuje bo dobry BMS na to nie powinien pozwolić. Artur.Dell - 2021-01-05, 18:02 Świstak, dziękujemy za świetny tutorial. reaven22 - 2021-01-05, 21:46
Jasne, nie zrozumiałem pierwotnego założenia projektu. W tym wypadku rozwiązanie jest poprawne. Pawelbox - 2021-01-06, 16:00 Dzięki Świstak! Super materiał i wszystko podane jak na tacy. Czy opisany przez Ciebie układ można wprost zastosować np do podgrzewania podłogi lub brodzika? Oczywiście ustawiając odpowiednie zakresy temperatur i zabezpieczenia dla większej mocy maty grzewczej. Świstak - 2021-01-06, 16:37 Trzeba troszkę modyfikacji aby uwzględnić rzeczy o których pisał raven22, sądzę że warto będzie to opisać w osobnym wątku aby nie zaśmiecać tego poradnika. mischka - 2021-04-07, 15:44 przypadkiem znalazłem takie cudo, LiFePo4 które można używać do -30°C https://greenakku.de/Batterien/Lithium-Batterien/12V-Lithium/LIONTRON-LiFePO4-12-8V-100Ah-LX-Arctic-BMS-mit-Bluetooth::2923.html Meyer - 2021-04-07, 16:54 Zachęcam do czytania kart technicznych produktów. Ładowanie 0-45C Rozładowywać w temperaturach ujemnych można większość. mischka - 2021-04-07, 17:18
Tyle to ja wiem, wkleiłem ten link jako ciekawostkę ponieważ w akumulatorze zamontowana jest pewnego rodzaju grzałka (ale to już pewnie wiesz bo czytałeś kartę techniczną) i ciekawy jestem czy to ma prawo działać, czy raczej marketingowa ściema. "Das System besteht aus zwei vom Batterie Management System (BMS) vollautomatisch gesteuerten, energieeffizienten Heizelementen, die durch den Ladestrom die Zelltemperatur über dem Gefrierpunkt halten um eine Nutzung der Batterie auch unter extremen Bedingungen zu ermöglichen." a po polsku: "System składa się z dwóch energooszczędnych elementów grzejnych sterowanych w pełni automatycznie przez System Zarządzania Akumulatorem (BMS), które utrzymują temperaturę ogniwa powyżej punktu zamarzania poprzez prąd ładowania, aby umożliwić użytkowanie akumulatora nawet w ekstremalnych warunkach." Banan - 2021-04-07, 17:42
To TU masz takie, które można użytkować w zakresie temperatur: -45°C ÷ 85°C - łacznie z ładowaniem. Tylko te mają oznaczenie LiFeYPo4 i są sporo droższe 
|
