elektryka, solary, przetwornice i akumulatory - Akumulatory LiFePO4 w roku 2026
Świstak - 2025-12-23, 10:27 Temat postu: Akumulatory LiFePO4 w roku 2026Temat akumulatorów LiFePO rozpoczął się na naszym forum 10 lat temu od pytania postawionego przez Kodera - "czy już nadaje się do użycia w zabudowie?". W 2019 roku postanowiłem wydzielić wątek który zawierać miał aktualne informacje https://www.camperteam.pl...pic.php?t=34002 Po sześciu latach zrobiło się tego ponad 100 stron, a informacje tam zawarte stały się częściowo nieaktualne. Postanowiłem więc założyć nowy wątek w którym będą informacje aktualne przynajmniej na chwilę obecną.
Proszę aby dyskusję prowadzić w starym wątku, a ten postaram się uzupełniać o konkretne informacje i rozwiązania aby zachować przejrzystość.Świstak - 2025-12-23, 10:39 Czyli litowe czy nie litowe?
Ogniwa LFP, LiFePo, LiFePO4, litowo-żelazowe to jeden czort. Są to akumulatory wykorzystujące lit do efektywnego przechowywania energii elektrycznej ale zbudowane inaczej niż typowe akumulatory litowo-jonowe stworzone przez SONY w latach 80-tych. Poza zbliżoną nazwą i zastosowaniem litu niewiele je łączy, choć patrząc z drugiej strony można by powiedzieć że niewiele je dzieli poza tym że dzieli je prawie wszystko...
Większość z nas widziała obrazy wybuchających ogniw litowo-jonowych, a mimo to każdy z nas bez wyjątku nosi takie ogniwa w kieszeni bo wciąż się je stosuje w telefonach komórkowych, laptopach, tabletach czy wkrętarkach. Dlaczego więc w kamperze chcemy stosować ogniwa litowe, ale nie litowo-jonowe a litowo-żelazowo-fosforanowe? Bo są gorsze a przez to lepsze! Logiczne.Świstak - 2025-12-23, 11:14 Nie ma sensu opisywać składu chemicznego elektrod czy elektrolitu bo to niewiele nas interesuje (tym bardziej że dokładne specyfikacje i technologie są tajemnicą producentów), ale warto skupić się na zaletach i wadach poszczególnych technologii. Do porównania tego włączę też akumulatory ołowiowe aby zrozumieć skąd będą pojawiać problemy w przy montażu nowego magazynu w kamperze.
1. O czym Pan do mnie rozmawiasz?
Wszystkie opisane tu akumulatory zbudowane są z 4 głównych elementów: anody, katody, elektrolitu i separatora. Wszystkie działają też wykorzystują bardziej chemię niż fizykę czyli odwrotnie niż w kondensatorach. Chemia to polega w uproszczeniu na tym, że pod wpływem przepływającego prądu elektrycznego substancje chemiczne zawarte w elektrolicie przekształcają się na troszkę inne (jony) charakteryzujące się nierównowagą elektryczną (są "naładowane" elektrycznie), a takie naładowane cząstki są z kolei przyciągane przez anodę i katodę (zbudowanymi z kolei z takiej chemii aby przyciągać jony) i tam się fizycznie gromadzą. Przy przepływie prądu w drugą stronę następuje reakcja odwrotna - jony są odpychane od anody i katody i łączą się w elektrolicie odwracając cały proces. Separator ma za zadanie nie dopuścić do bezpośredniego zetknięcia się ze sobą anody i katody, a jednocześnie musie zapewnić swobodny przepływ jonów. Jeżeli separator zostanie uszkodzony - nastąpi zwarcie celi i przepływ ogromnego prądu elektrycznego oraz gwałtowną reakcję chemiczną, w efekcie czego w najlepszym wypadku mamy ogniwo do wyrzucenia, a w najgorszym pożar lub eksplozję. Możemy też trafić kumulację i mieć trzy w jednym....
Proces chemiczny jest odwracalny, ale niestety nie jest bezstratny - straty objawiają się na dwa sposoby: po pierwsze przy każdej takiej reakcji i przemieszczaniu się jonów wydziela się trochę ciepała, dlatego wszystkie akumulatory grzeją się zarówno w czasie ładowania jak i rozładowywania, a po drugie zużywa się zarówno elektrolit, katoda jak i anoda w każdym takim cyklu. W dużym uproszczeniu - im głębszy cykl rozładowania tym większe zużycie. Przykładowo w akumulatorach ołowiowych szczególnie głęboko rozładowywanych dochodzi do tzw zasiarczenia, czyli trwałego oblepienia elektrod kryształkami siarki i siarczanu ołowiu które podczas ładowania już nie chcą się rozpuścić w elektrolicie - niszczy się w ten sposób elektrolit (strata niewielka bo można go wylać i wlać świeży zrobiony z kwasu siarkowego), ale co gorsza niszczą się elektrody, bo kryształki te nie przewodzą prądu i uniemożliwają dostęp elektrolitu do elektrody. W akumulatorach wykorzystujących lit chemia jest oczywiście zupełnie inna, ale efekt podobny - z każdym cyklem pracy akumulator się zużywa.
I tu ujawnia się pierwsza zaleta akumulatorów litowych - zużywają się znacznie wolniej niż akumulatory kwasowe, w dużym uproszczeniu około dziesięciu razy wolniej.Świstak - 2025-12-23, 12:02 2. To w końcu Panie co to? Akumulator, bateria czy bateria akumulatorów?
Potocznie akumulatorem nazywamy coś co możemy naładować i rozładować, a baterią coś co kupujemy gotowe do użycia i po rozładowaniu wyrzucamy (oddajemy do recyklingu). Prawidłowo baterią powinniśmy nazywać zespół składający się z kilku jednakowych ogniw. I takie właśnie stosujemy - baterie akumulatorów połączonych szeregowo. A dlaczego kilka mniejszych zamiast jednego dużego - znów przez chemię....
Każda kombinacja zastosowanych elektrolitów, anody i katody generuje inne różnice potencjałów (napięcie), ale zawsze są to wartości stosunkowo niewielkie: około 2V w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych, 3,2V dla LFP czy 3,6-3,8V dla Li-Ion. Tak niskie napięcia są trudne do wykorzystania na większą skalę - małą żarówkę o niewielkiej mocy zasilaną takim napięciem można bez problemu skonstruować i wyprodukować, ale już zrobienie rozrusznika pracującego przy tak niskim napięciu praktycznie zrobić się nie da jeśli ma to mieć jakikolwiek sens ekonomiczny i techniczny. Wszystko przez fizykę, a konkretnie przez wzór na moc.
Moc jest to zdolność do wykonania określonej pracy w określonym czasie - im większa moc tym większą pracę wykonamy w tym samym czasie, albo dysponując większą mocą tę samą pracę wykonamy w krótszym czasie. Logiczne. Z kolei moc elektryczna zależy zarówno od przyłożonego napięcia, jak i od wartości płynącego prądu - im większe napięcie tym większa moc, im większy prąd tym większa moc. A jeśli prądy są tak duże że brakuje już zer w kalkulatorze a my nie chcemy zmniejszać mocy? To wtedy podnosimy napięcie i potrzebujemy znacznie mniejszych prądów aby uzyskać tę samą moc. No ale czemu duży prąd jest taki straszny, a wysokie napięcie już nie? Wszystko zależy od skali - 10V nic złego nie zrobi człowiekowi, bezpieczeństwo zapewni tania izolacja z plastiku czy bawełny o grubości 0,5 mm. Z kolei prąd 10A potrafi bez problemu rozgrzać do czerwoności a nawet stopić drut miedziany o przekroju 0,2mm2 (chińskie nawet 0,5) lub stalowy 0,5mm2 (tu chińskie nie odstają bo wciąż jeszcze mają dość dużo żelaza w stali). Przy tak dużych prądach grzało się będzie wszystko - przewody, połączenia, styki, przełączniki.... Tragedia. A co jeśli będziemy potrzebować mocy powiedzmy 5 koni mechanicznych, czyli w przybliżeniu ok. 3kW? Wzór na moc to P=U*I co z przekształcenia daje nam I=P/U. Jeśli przebujemy 3kW czyli 3000W przy ogniwie 2V daje nam to I=3000/2=1500A Tak dla porównania - bardzo grubą stal spawa się prądem poniżej 200A, a spawanie to nic innego jak przepływ prądu elektrycznego przez marne połączenie na którym tworzy się łuk elektryczny.
Postanowiono więc zamiast jednej celi zastosować baterię połączonych ze sobą szeregowo cel akumulatorów kwasowo-ołowiowych aby ich napięcia się zsumowały. Z jakiegoś powodu postanowiono wykorzystać ich pół tuzina (dobrze że napięcia nie da się przeliczyć na galony, cale i funty bo dopiero byłby burdel) i tak powstał standardowy akumulator 12V dla motoryzacji. Starsi pamiętają zapewne że w małych samochodach z małymi silnikami były stosowane akumulatory 6V, ale ten standard umarł już definitywnie. Z kolei w ciężarówkach gdzie silniki są zdecydowanie większe (a co za tym idzie rozruszniki również) wciąż stosuje się dwie takie baterie akumulatorów połączone szeregowo co daje napięcie 24V i ten standard zapewne długo nie odejdzie w zapomnienie....
Złota zasada:zawsze lepiej mieć jeden duży akumulator niż kilka mniejszych.
No i zaczęły się problemy. Połączyliśmy ze sobą w łańcuch kilka ogniw które miały być identyczne, a nie są. I im dłużej je eksploatujemy tym bardziej widać że jedno ogniwo mocniejsze a drugie słabsze, a stara zasada mówi że:
Złota zasada:każdy łańcuch jest tak mocny jak jego najsłabsze ogniwo.
Do tego dochodzi jeszcze efekt "samorozładowania" którego wielkość zależy od wielu czynników, w tym również od czystości. Do samorozładowania będzie prowadzić zarówno kwaśny i mokry brud na obudowie akumulatora jak i zanieczyszczenia chemiczne elektrolitu wewnątrz cel. Nawet jeśli wszystkie cele naładujemy do pełna, po jakimś czasie okaże się że samoczynnie się rozładowały i co najgorsze - w różnym stopniu. Ładując taką baterię określonym prądem i napięciem powodujemy rozkład napięć na poszczególne cele w stopniu zależnym od poszczególnych cel (dzieje się to automatycznie/samoczynnie i jest zależne od kondycji konkretnej celi), ale prąd płynący przez te cele będzie identyczny (zgodnie z prawem prądu szeregowego). Ponieważ mają minimalnie różne pojemności i różny stopień naładowania okaże się że gdy jedne z cel będą już naładowane do pełna, inne będą naładowane dopiero w 80%. Tragedia - już straciliśmy 20% pojemności po jednym użyciu akumulatora..... Po kolejnym stracimy następne kilka %. Trzeba więc doładować tylko te cele które tego wymagają, ale mamy rok 1850 i nie ma jeszcze nawet lamp elektronowych, a co dopiero komputerowo sterowane układy nadzorcze.... Z pomocą przychodzi nam fizyka i chemia.
Gdy cela jest w pełni naładowana napięcie między anodą i katodą wzrasta. Anoda i katoda to (po naładowaniu celi) w zasadzie czysty ołów i tlenek ołowiu więc już żadne jony ich nie opuszczają w trakcie próby dalszego ładowania ale wciąż może przez nie płynąć prąd elektryczny - od anody do elektrolitu i przez elektrolit aż do katody. Ponieważ jest tam różnica potencjałów to jest też moc którą trzeba gdzieś wytracić - część tej mocy wydzieli się w postaci ciepła, ale większość energii wykonuje pracę polegającą na rozbiciu cząsteczek wody na atomy wodoru i tlenu które przez otwory wentylacyjne ulatują do otoczenia (niestety bliskiego). Owszem - tracimy tą energię i wodę z elektrolitu, ale po pewnym czasie uzyskujemy pełne naładowanie wszystkich cel. Droga impreza, ale wtedy opłacała się bardziej niż cokolwiek innego. Może nawet była to jedyna dostępna wówczas metoda. Taki proces nazywa się ładowaniem wyrównującym lub balansującym i polega na przeładowywaniu akumulatora kwasowego przez ściśle określony czas napięciem wyższym niż standardowe napięcie pracy/ładowania przy jednoczesnej precyzyjnej kontroli płynącego prądu i ze ścisłym monitorowaniem temperatury ogniw. Im starszy i bardziej zużyty akumulator kwasowy tym staranniej ten proces należy wykonywać, a efekty i tak będą coraz gorsze i krótkotrwałe.
Tak więc już wiemy że stare akumulatory kwasowo-ołowiowe miały wbudowany system wyrównywania cel ale działo się to kosztem utraty wody z elektrolitu i parowania kwasu siarkowego pod wpływem temperatury. Stąd popalone portki, przerdzewiałe podstawy akumulatorów, zgniłe i przeżarte kwasem przewody oraz zielone wykwity na klemach. Aby zachować trochę czystości z czasem zaczęto stosować rurki plastikowe odprowadzające toksyczne opary gdzieś poza auto, ale elektrolit trzeba było w dalszym ciągu kontrolować, uzupełniać wygazowaną wodę destylatem dobrej jakości (nie, nie chodzi o księżycówkę ale o wodę destylowaną), a także okresowo zagęszczać elektrolit kwasem siarkowym.
Z czasem pojawiły się różne usprawnienia zarówno w konstrukcji anody i katody (siatki wypełnione pastą, domieszki uszlachetniające) jak i samego eleltrolitu czy obudowy (ulepszone separatory, żel zamiast cieczy, chemiczne rekombinatory wodoru i tlenu w wodę, zawory bezpieczeństwa) ale zasadniczo wciąż jest to ta sama technologia generująca te same (lub zbliżone) napięcia ok 2V na celę. I pewnie jest to jeden z powodów dla którego wciąż utrzymuje się standard instalacji 12V.Świstak - 2025-12-23, 14:02 3. Cholerne 12V.
Mamy w aucie akumulator 12V, żarówki 12V, radio 12V i alternator 12V. Ale gdy zmierzymy napięcie jakimś prawdziwym miernikiem to okaże się że czasem jest to 11,5V, czasem 12,8V, czasem 14,4V, a czasem nawet 15V. Który wynik jest prawidłowy? Odpowiedź jest bardzo prosta i wszystko wyjaśniająca: wszystkie są prawidłowe, choć prawdą jest też że każdy z nich jest nieprawidłowy i świadczy o usterce. Serio.
Napięcie spoczynkowe naładowanego akumulatora ołowiowo-kwasowego w temperaturze 20 stopni Celcjusza wynosi 1,685+0,356=2,041V na celę, przy sześciu celach daje to 12,246V. W miarę rozładowywania jego napięcie spada prawie liniowo do wartości 1,8V na celę czyli przy idealnie zbalansowanej baterii dałoby 10,8V, ale jako że nigdy nie będzie idealnie zbalansowana - takie napięcie oznacza że na 99% któraś z cel jest już poniżej progu, a sumaryczny wynik "ratuje" inna cela w lepszej kondycji. Tak czy siak - jeśli zostawimy w takim stanie akumulator na dłuższy czas wydamy na niego wyrok.
Gdy kręcimy rozrusznikiem napięcie w instalacji może miejscami spaść nawet do 8V (zależnie od punktu pomiaru), choć na słupkach mamy 10V - to normalne choć niepożądane i szkodliwe, a jest efektem dużego prądu płynącego przez przewody (analogicznie jak spadek ciśnienia w rurze czy wężu ogrodowym gdy próbujemy przezeń przecisnąć bardzo dużą ilość wody w krótkim czasie - na wejściu mamy 4 bary, a na wyjściu może pół). Im cieńsze i starsze będą przewody, tym większy będzie spadek (można to potraktować jako stratę) napięcia, a rozrusznik będzie kręcił wolniej.
Gdy odpalimy silnik alternator będzie nam generował energię elektryczną, ale z pewnymi ograniczeniami. Stare alternatory miały jedno ograniczenie - maksymalne napięcie ok. 14,4V. Gdy napięcie na wyjściu przekraczało tę wartość włączał się ogranicznik. Powodowało to że przy bardzo niskim napięciu w instalacji (bardzo rozładowany akumulator, włączone wiele odbiorników prądu jak światła, wentylatory, ogrzewane szyby, wycieraczki) alternator był pobudzany do pracy w maksymalnym stopniu i dawał z siebie ile mógł, a jedynym ograniczeniem były straty w jego wewnętrznym okablowaniu. Problem polega na tym że te wszystkie straty zamieniały się w ciepło, a przecież jest to urządzenie które chłodzone jest wentylatorem zamontowanym na kole napędowym, co oznacza przy niskich obrotach silnika chłodzenie również było słabe i alternator potrafił zadymić i się sfajczyć. Nowsze alternatory miały drugie ograniczenie (maksymalna wartość prądu) oraz zabezpieczenia termiczne które przy przegrzewaniu uzwojeń ograniczały jego moc. Takie zabezpieczenia wymagały już troszkę elektroniki, więc dość szybko konstruktorzy dołożyli jeszcze troszkę oprogramowania i "inteligentne" alternatory potrafią teraz więcej... Namieszać. Pozwalają w sposób teoretycznie bezpieczny wykonywać ładowanie wyrównujące oraz udawać retarder obciążając się ponad miarę w czasie gdy kierowca wykonuje hamowanie silnikiem - wtedy w instalacji może się pojawić chwilami nawet 15V. Oczywiście każdy producent dodał tam kilka linijek kodu od siebie i jest bajzel bo każdy działa troszkę inaczej. Chińczycy w niektórych przypadkach przeszli samych siebie i skopiowali po kawałku kodu z różnych rozwiązań i mamy co mamy - czasem działa tak, a czasem siak.
Napisałem że odbywa się to w sposób bezpieczny (przynajmniej teoretycznie) dla akumulatora kwasowo-ołowiowego 12V. A my chcemy inny...Świstak - 2025-12-23, 14:48 4. Cholerne 12V, ale takie nie do końca 12V bo z czego to złożyć?
Akumulatory kwasowo-ołowiowe miały po ok 2V na celę i 6 cel dawało nam łącznie ok 12V w stanie spoczynku i wymagały ok. 14,4V do poprawnego naładowania. I dla takiego przedziału napięć konstruowane były alternatory, żarówki, radia, cewki zapłonowe czy co tam w aucie jeszcze się znajduje. Powinniśmy więc skonstruować akumulator o identycznych przedziale napięć roboczych.
W przypadku akumulatora kwasowo-ołowiowego występowała dość duża i w miarę liniowa zależność między napięciem na celi a stopniem jej naładowania - im bardziej naładowana cela tym wyższe napięcie. W akumulatorach wykorzystujących lit ta zależność jest dużo mniejsza, czego efektem jest fakt że prosty pomiar napięcia niewiele nam powie o stopniu naładowania akumulatora, a przynajmniej znacznie mniej niż w przypadku akumulatora kwasowego. To dobrze, to bardzo dobrze. Ale też i źle, a czasami nawet bardzo źle. Ale o tym za chwilę...
Spróbujmy Li-Ion:
W zależności od wersji napięcie spoczynkowe to 3,6 do 3,8V na ogniwo. Jeśli weźmiemy trzy sztuki da nam to od 10,8 do 11,4V czyli troszkę za mało. Jeśli weźmiemy 4 sztuki wyjdzie od 14,4 do 15,2 czyli troszkę za dużo. I tak źle i tak nie do końca dobrze.
A co z LiFePO?
Spoczynkowe 3,2V na ogniwo, przy czterech połączonych w szereg da nam to 12,8V. No idealnie. Prawie, bo do pełnego naładowania powinniśmy mieć 14,8V czyli więcej niż da nam alternator. Ale jak się okazuje to żadna tragedia, bo z pomocą przychodzi nam nieliniowa zależność napięcia od stopnia naładowania, szczególnie w obrębie pełnego naładowania. Okazuje się że ta różnica między 14,4 a 14,8 to parę procent o które w zasadzie nie warto kruszyć kopii. Chyba....Świstak - 2025-12-23, 15:08 5. Panie, a nie wybuchnie to?
Wybuchnie, ale trzeba się postarać.
Jako stary piromanta wysadziłem w powietrze już wiele rzeczy, ale o dziwo wciąż mam wszystkie członki. Nie wszystkie w pełni sprawne, ale przynajmniej obecne.
Udało mi się wysadzić kondensatory przez podanie zbyt wysokiego napięcia, udało mi się wysadzić szczelne akumulatory ołowiowe przez przeładowanie, udało mi się zrobić niezłą zadymę przez przedziurawienie akumulatora Li-Ion, udało mi się efektownie zajarać Li-Ion przez potężne zwarcie i udało mi się utuczyć do rozmiaru balona akumulator LiFePO. Więc czy istnieje bezpieczny akumulator? Nie. Każdy z nich jest niebezpieczny, a im lepszy i wydajniejszy - tym niebezpieczeństwo większe. To jak z samochodami - zabić się można maluchem, ale Ferrari zapewni nam zabicie się na śmierć. I jeszcze potomkowie będą raty kredytu spłacać...
Wydajność może być problemem i stwarzać niebezpieczeństwo. Marna wkrętarka z marnym akumulatorem gdy napotka duży opór po prostu zatrzyma się i może zgoli zęby w przekładni, dobra wkrętarka z dobrym akumulatorem może nam połamać ręce, a co bardziej zdeterminowanym nawet wybić zęby. Tutaj podobnie - gdy bardzo duży i wydajny akumulator bez zabezpieczeń zewrzemy na wyjściu to potraktuje to jako kolejną cięższą robotę i poda ogromny prąd paląc to co spowodowało zwarcie, bo do tego został stworzony - dawać duży prąd. Jeśli będziemy mieli na wyjściu jakieś zabezpieczenie to po kilku sekundach ono zadziała i na tym problem się skończy, ale jeśli zrobimy zwarcie przed zabezpieczeniem przykładowo wbijając gwoździa w akumulator litowy - to zabezpieczenie nie zadziała i akumulator w kilka sekund odda w tego gwoździa energię potrzebną do zagotowania 20 filiżanek kawy. I to w objętości mniejszej niż filiżanka, a nie objętości kilku dzbanów.... Jaki będzie efekt - łatwo przewidzieć. No chyba że dzban, to nie przewidzi....
Lubię porównywać szczelny akumulator do opony ciężarówki.
Jeśli ją przepompujesz - wybuchnie.
Jeśli ją przeciążysz - wybuchnie.
Jeśli wbijesz w nią gwoździa - wybuchnie.
Jeśli ją przegrzejesz lub wrzucisz do ognia - wybuchnie.
Jeśli na mrozie będziesz od razu gnał z maksymalną prędkością - wybuchnie.
Jeśli ją ustawisz na gwoździach czy ostrych kamieniach - wybuchnie.
Jeśli będziesz jechał szybciej niż zalecił producent - przegrzeje się i wybuchnie.
Jeśli będziesz w nią walił siekierą - wybuchnie.
Jeśli kupisz starą używkę a będziesz obciążał jak nową - wybuchnie.
Jeśli kupisz o nośności 1 tony, a dowalisz 3 - wybuchnie.
Jeśli do bliźniaka założysz jedną od stara a drugą od malucha - wybuchnie.
Jeśli w bliźniaku jedna będzie napompowana prawidłowo a druga nie - wybuchnie.
Jeśli będziesz jeździł na flaku - wybuchnie... Albo chociaż ją potniesz....
Istotne jest jednak jak to wybuchnie.
Otwarte akumulatory kwasowe nie powinny teoretycznie wybuchnąć bo ciśnienie na bieżąco może z nich uchodzić przez korki wentylacyjne. Może z nich wycieknąć czy odgazować żrący kwas, ale po uzupełnieniu elektrolitu teoretycznie wciąż powinny być choć częściowo zdatne do dalszego użytku. Zamknięte akumulatory kwasowe VRLA są wyposażone w zawory bezpieczeństwa i też nie powinny spektakularnie wybuchać, choć z racji braku możliwości uzupełniania elektrolitu po istotnym odgazowaniu mogą już nigdy nie odzyskać sprawności.
Troszkę inaczej ma się sprawa z akumulatorami zawierającymi lit - zawierają zupełnie inną chemię, a odległości między anodą i katodą są znacznie mniejsze. Szczególnie niebezpieczne jest dla nich fizyczne przebicie separatora które prowadzi do lokalnego przepływu dużych prądów i wydzielania znacznych ilości ciepła na skutek przepływu tego prądu. Takie punktowe przegrzanie w akumulatorach Li-Ion prowadzi do dalszego wzrostu temperatury elektrolitu i zapalenia oparów co jeszcze bardziej podnosi temperaturę i jeszcze bardziej przyspiesza reakcję, tak więc akumulatory Li-Ion są samonapędzającą się machiną której właściwie nie można zatrzymać póki nie zabraknie paliwa lub utleniacza. Dużo lepiej wygląda sprawa w akumulatorach LFP - w tych samych warunkach lokalne przegrzewanie elektrolitu nie doprowadzi do jego samoistnego dalszego wydzielania nadmiernej ilości ciepła a powstające gazy się nie zapalą. Jeśli przebicie wewnętrzne powstało samoistnie - nadmiar ciśnienia zostanie wyprowadzony na zewnątrz przez zawór bezpieczeństwa - trochę posyczy, trochę podymi, trochę się zagrzeje ale nie na tyle aby przegrzać czy zapalić sąsiednie cele (a takie ryzyko istniało w przypadku Li-Ion). Najbezpieczniejsze są nieomawiane tu akumulatory litowo - tytanowe
.Świstak - 2025-12-23, 15:34 6. To co zrobić żeby nie wybuchło?
Po pierwsze mieć świadomość że może wybuchnąć. Wszystko co szczelnie zamknięte może wybuchnąć i wybuchnie gdy zaczniemy to pompować bez umiaru. Czy będzie to szczelna opona w rowerze czy szczelny akumulator - bez różnicy. A akumulatory litowe w przeciwieństwie do standardowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych - są szczelne. Mają podobnie jak akumulatory ołowiowe VRLA zawory bezpieczeństwa, ale gdy zawór zadziała to już mamy złom a nie akumulator i jest to prawdopodobnie nasza i tylko nasza wina.
Pisałem wcześniej że akumulatory kwasowo-ołowiowe były celowo przeładowywane aby doładować słabsze cele. Cele w pełni naładowane zamieniały nadwyżkę energii w gaz który uwalniał się na zewnątrz. Było to możliwe dzięki otwartej konstrukcji cel która jednocześnie nie pozwalała na przewracanie takiego akumulatora na bok czy nogami do góry. Akumulatory litowe mogą pracować w dowolnej pozycji, ale nie mogą odgazowywać. Dlatego potrzebujemy zabezpieczenia, elektronicznego nadzorcy który będzie pilnował wielu różnych parametrów i o ile nie rozregulujemy go klikając bezmyślnie w magicznej aplikacji - zapewni nam poprawną pracę akumulatora przez wiele, wiele lat. Nazywa się to Battery Management System (BMS) i będzie o tym jeszcze duuuuużo mówione.Świstak - 2025-12-23, 15:56 7. No to co mi Panie kupić?
A kupuj co chcesz i na co Cię stać. Ale pamiętaj o dwóch złotych zasadach:
Złota zasada:biednego nie stać na kupowanie tanich rzeczy
Złota zasada:Lepiej mieć jeden akumulator niż kilka
Pierwsza jest tak oczywista że nie będę się nad nią rozanielał, ale druga już taka oczywista nie jest.
Pisałem wcześniej o szeregowym łączeniu ogniw w celu uzyskania wyższego napięcia. Tego nie przeskoczymy i nie ma się nad czym rozwodzić, ale co gdy chcemy mieć więcej prądu? To pytanie to tak właściwie dwa pytania bo wywodzą się z języka potocznego i dla jednego oznacza wartość aktualnego czy maksymalnego prądu płynącego w obwodzie, a dla drugiego będzie oznaczać ilość energii zgromadzonej w akumulatorze. Ale żeby to omówić i zrozumieć potrzebujemy trochę podstaw. Do mnie osobiście najlepiej przemawiają analogie między elektryką a hydrauliką i - za Waszą zgodą - nimi właśnie będę się posługiwać.Świstak - 2025-12-23, 16:41 8. To mówisz Pan, że tych woltów czy tam watów to ma być więcej niż tych amprów?
Napięcie elektryczne czyli ciśnienie w rurze (bar, atm, Pa).
We wzorach oznaczany jako U, a jednostką napięcia jest Wolt [V] i bardzo często zaraz po nim występuje oznaczenie AC (kierunek przemienny jak w gniazdku gdzie zmienia się 50 razy na sekundę) lub DC (kierunek stały jak w akumulatorze samochodowym gdzie + to zawsze plus, a - to zawsze minus). Ponieważ w tym wątku omawiamy tylko zagadnienia prądu stałego, nie będę się tym posługiwał.
Prąd elektryczny czyli przepływ w rurze (l/min)
We wzorach oznaczany jako I, a jednostką prądu jest Amper [A]. Wartości w tych jednostkach spotykamy na bardzo często opisane jak Imax - oznaczają wtedy maksymalny dopuszczalny prąd roboczy dla bezpiecznika czy przewodu. Przekroczenie wartości maksymalnej doprowadzi do rozłączenia lub uszkodzenia przewodu lub zabezpieczenia.
Moc elektryczna
we wzorach oznaczany jako P i w układach stałoprądowych łatwy do wyliczenia i wyrażany w Watach [W]. Nie będziemy tu mieli do czynienia z mocą czynną, bierną, pozorną, nie potrzebne nam informacje o cosinusie kąta Fi czy sławetne VAR-y. Tu będzie prosto - wat to wat. Nie volt, nie amper nie insung ani nie picyngiel.
Rozszerzenia k,m,M....
Przed jednostkami czasami pojawiają się literki służące za mnożniki,
m mili - jedna tysięczna
u mikro - jedna milionowa
k kilo - tysiąc
M mega - milion
1 kV - jeden kilowolt czy jeden tysiąc woltów
5 mA - pięć miliamperów czyli pięć tysięcznych ampera
Uwaga na literki występujące po jednostce, bo to może oznaczać już zupełnie inną jednostkę złożoną. My będziemy często używać symbolu godziny [h] w połączeniu z jednostką prądu - amperogodzina [Ah] lub mocy watogodzina, kilowatogodzina [Wh, kWh]. Ah oznacza pojemność akumulatora, natomiast kWh oznacza jednostkę energii i choć jest bliska do Ah to jednak tak zupełnie wprost nie powinno się jej przeliczać mnożąc ją przez wartość napięcia spoczynkowego akumulatora - błąd nie jest duży bo szczególnie w przypadku akumulatorów litowych różnica napięcia akumulatora w pełni naładowanego i częściowo rozładowanego nie jest duża (i prawie na pewno będziemy się takim uproszczeniem posługiwać), ale pamiętajmy że jest to obarczone pewnym błędem.
Uważnemu czytelnikowi mignęło pewnie magiczne Ah czyli pojemność akumulatora. Oznacza to jakim prądem i przez jaki czas możemy obciążyć całkowicie naładowany akumulator aż do jego całkowitego rozładowania. Jest to iloczyn wartości prądu i czasu, więc akumulator 100 Ah możemy (teoretycznie) obciążyć prądem 100A przez jedną godzinę, prądem 10A przez 10 godzin, prądem 5A przez dwadzieścia godzin lub prądem 1A przez 100 godzin. Problemem jest jednak to że to tylko teoria, nasz przykładowy maluch do kapitalnego remontu powinien wytrzymać 50,000 km (50 kkm) wożąc 300 kilo teściowej, ale jak mu dowalimy tonową przyczepkę to po 5 czy 10 tysiącach ducha wyzionie o ile w ogóle ruszy i się nie rozerwie na pół (nie wspominając już o tym że z jego hamulcami pewnie i tak tego nie dożyjemy). Dlatego często podaje się tzw. pojemność 10 godzinną, czyli przy założeniu że obciążymy akumulator prądem wynikającym z 1/10 nominalnej pojemności (oznaczanej jako C) przez wspomniane 10 godzin. Szczególnie dla akumulatorów ołowiowych są duże różnice między pojemnościami jedno, dziesięcio i dwudziestogodzinnymi.
Tych co mnie chcą teraz ukrzyżować za uproszczenie tematu pojemności elektrycznej zapraszam do stworzenia osobnego wątku o wyprowadzaniu rachunku całkowego z macierzą pojemności elektrycznej.
.Świstak - 2025-12-23, 17:42 9. Panie, a czego to takie drogie?
Bez histerii, od początku tej histerii (sorki, historii) ceny ogniw spadły kilkakrotnie. Może nie dziesięć razy, ale z pewnością kosztują znacznie mniej niż 10 lat temu. Dostępność również znacznie się poprawiła a i historii o uszkodzonych ogniwach jakby mniej. Pojawia się coraz więcej oszustów którzy akumulatory wielkości portfela sprzedają jako 200Ah, ale po przeczytaniu tego wątku zapewne już się nie damy na takie cud-oferty złapać jak młode pelikany.
Są droższe niż ogniwa kwasowe, ale za to dają nam kilka atutów.
Wymiary:
Największą gęstość energii (czyli ilość ładunku na każdy kilogram wagi i litr objętości) w naszym zestawieniu wciąż mają akumulatory Li-Ion i dlatego wciąż się je stosuje w telefonach komórkowych czy laptopach, jednak technologia LFP i tak bije na głowę akumulatory ołowiowe pod tym względem. Tak lekko licząc dwukrotnie, choć to zależy od wykonania i przeznaczenia ale o tym opowiemy później.
Waga:
Tu też LFP ma się do starych kwasiaków jak Tarpan do czteroośki, bo w kwasiaku na każdy kilogram wagi możemy zgromadzić pięć razy mniej energii niż w LFP
Żywotność:
No tu wchodzimy w wielkie liczby... Dobrze traktowany LFP wytrzyma nawet dziesięć razy więcej cykli niż bardzo dobrze traktowany kwasiak. I to tym czasie nie padnie nam całkowicie, tylko straci ok. 20-30% początkowej pojemności.
Temperatura pracy:
No tu jest jedna przewaga dla kwasiaków, choć jakby się nad tym głębiej pochylić to okaże się jest to przewaga pozorna lub w naszych warunkach coraz mniej istotna: akumulatorów LFP nie wolno ładować gdy ich temperatura jest niższa niż zero stopni Celcjusza. Wynika to z zastosowanego elektrolitu który w tych warunkach gęstnieje (zwiększa się jego lepkość) i podczas ładowania buduje się na andzie coś na kształt kryształów litu które niszczą ogniwo w środku przebijając separator. Podobnie jak w przypadku zasiarczania kwasiaków - zmiany te są niestety nieodwracalne. W niskich temperaturach spada również pojemność tych akumulatorów i ich ogólna sprawność. Rynek w ostatnich latach już na to zareagował i pojawiły się zarówno układy zarządzające które nie pozwalają ładować zmarzniętych ogniw jak i wystawiające sygnał do włączenia zewnętrznego ogrzewania. Są nawek kompletne akumulatory z zamontowanymi podgrzewaczami elektrycznymi uruchamianym automatycznie gdy dostępna jest nadwyżka energii. My z naszej strony możemy tym akumulatorom zapewnić ciepłe miejsce wewnątrz kamperka, co przy dłuższych zimowych wyprawach wystarczy w zupełności (bo skoro my nie marzniemy to i akumulator nie marznie), a dobę przed wyjazdem na zimowe kanikuły zagrzać wnętrze. Można do boksu akumulatora skierować rurę z webasta, można je ustawić na kocyku elektrycznym do podgrzewania stóp, można zrobić tysiąc rzeczy żeby nie dopuścić do ładowania zmarzniętych akumulatorów. Rozładowywanie swoją drogą też lepiej realizować gdy ogniwa mają powyżej 10 stopni...
Sprawność:
Jest wyższa niż w przypadku akumulatorów kwasowych, może nie tak spektakularnie jak w przypadku pozostałych parametrów ale jednak. Sprawność oznacza ile z dostarczonej do akumulatora energii będziemy mogli później odebrać. LFP mniej się grzeją zarówno podczas ładowania jak i rozładowywania, więc już tu mamy pierwszy zysk. Ich samorozładowanie jest również znacznie mniejsze niż w przypadku kwasiaków, więc mniej energii nam wycieka. Ale to tylko wierzchołek góry lodowej...
Czas ładowania:
Jest dużo lepiej niż w przypadku kwasiaków, ale nie da się tak wprost odpowiedzieć o ile, bo to zależy od konstrukcji konkretnego typu ogniwa LFP. Za ogólnie przyjętą zasadę bezpiecznego ładowania akumulatorów kwasowych przyjmuje się że od pełnego rozładowania powinno się je ładować przez 11 godzin prądem wielkości 1/10C (jako C rozumiemy nominalną pojemność akumulatora), natomiast w przypadku akumulatorów LFP rozpiętość wynosi od 0,5C przez 2 godziny do 2C przez pół godziny zależnie od wielkości i wersji ogniw. Pomijam specjalne wersje do superszybkiego ładowania, czy baaaaardzo pojemne ogniwa do zadań specjalnych które ładuje się znacznie wolniej. Tak więc licząc pi razy drzwi LFP można bezpiecznie naładować 5...20 razy szybciej niż kwasiaka. Oczywiście jeżeli mamy czym
Czas rozładowania:
Tutaj będzie troszkę trudniej bo zarówno jedne jak i drugie można rozładowywać zarówno bardzo szybko jak i bardzo wolno, ale haczyk tkwi w tym ile nas to będzie kosztować. Akumulatory kwasowe przy szybkim rozładowywaniu rozładowują się znacznie szybciej niż przy powolnym rozładowywaniu i nie chodzi tu o prostą arytmetykę podaną przy wyliczaniu pojemności w Ah podaną kilka postów wyżej, ale w tym że przy szybkim rozładowywaniu zniknie nam sporo tych Ah. A to dopiero pierwszy akt tej tragedii, drugi akt to napięcie jakie naw wtedy akumulator dostarczy a tu szału ni ma. przy dużym prądzie napięcie spada, ilość dostępnych Ah spada, więc ilość energii (Wh) spada prawie do kwadratu. Przy wolnym rozładowywaniu (powiedzmy 10-godzinnym) na każde 100Wh wpompowanych przy ładowaniu w kwasiaka odzyskamy około 80-90 Wh. Szału ni ma, ale gdzie ta obiecana tragedia? Ano przy rozładowywaniu prądem 3C czyli 3 krotnie większym od nominalnej pojemności akumulator powinien pracować przez 1h/3 czyli 20 minut, a okazuje się że pada po sześciu minutach. No niech będzie że po siedmiu. Czyli trzy razy szybciej niż powinien. To już jest tragedia, bo wygląda że z dostarczonych 100Wh odzyskaliśmy 33Wh prawda? Prawda, prawie cała. Ale spokojnie - jest jeszcze akt trzeci: spadło nam napięcie.... A to oznacza że wspomniana wcześniej różnica między Wh a Ah teraz zaboli bardziej i z tych 33Wh realnie pozostało nam grubo poniżej 30 Wh. Może z 28.. No. Teraz to już jest tragedia w trzech aktach.
A jak to wygląda w przypadku LFP?
Lepiej, znacznie lepiej. Górny obrazek to kwasiak, a dolny to LFP
.Świstak - 2025-12-26, 13:16 10. No to Panie ile mnie za to przyjdzie zapłacić?
Ale za co? Za Ah czy za Wh? Czy może za liczbę cykli? A może za paliwo potrzebne do przewiezienia każdej z tych Wh? A może za każdy centymetr sześcienny wymaganej objętości do zmagazynowania tej samej ilości energii???
W grudniu 2025 roku gotowy akumulator LiFePO4 o pojemności 100Ah możemy kupić w cenie nawet 500 - 1500 złotych, Akumulator żelowy o tej samej pojemności w cenie 400 - 1200 złotych, a zwykły rozruchowy od 300 do 1000. Tak więc różnice w cenach to już nie jest rząd wielkości jak kilka lat temu, ale wartości wyrażane w procentach (a sytuacja penie się jeszcze bardziej poprawi gdy do komercyjnego użycia wejdą akumulatory aluminiowe i wszystkie fabryki wykorzystujące lit będą walczyły o przetrwanie, a nie o maksymalny zysk).
Jeśli zestawimy teraz (oprócz ceny) pozostałe parametry to okaże się że aumulatory LFP wygrywają z każdymi kwasiakami w każdej konkurencji.
Waga:
Rozruchowy ok 25 - 35 kg, żelowy lub VRLA 20-30 kg, LFP 10 - 15 kg
Liczba cykli pracy:
Rozruchowy ok 100 - 300 kg, VRLA 300 - 800, LFP 2000 - 5000Świstak - 2025-12-26, 20:47 11. To lepiej Panie tej pojemności za dużo czy może za mało?
Zdecydowanie lepiej, zdrowiej i taniej będzie za dużo niż za mało.
Po pierwsze koszt 1 ah wychodzi znacznie lepiej w przypadku większej baterii niż mniejszej, a po drugie (co znacznie ważniejsze) żywotność akumulatora rozładowywanego częściowo jest znacznie wyższa niż akumulatora eksploatowanego od pełna do zera. Wielu z nas pamięta że były kiedyś akumulatory z "efektem pamięci" które obowiązkowo należało wydoić do końca przed ładowaniem, ale to były zupełnie inne akumulatory na bazie niklu i nie mają z LFP absolutnie nic wspólnego. Swoją drogą kwasiaki też nie lubią gdy się je rozładowuje do cna....Świstak - 2025-12-26, 20:51 12. To jaki mnie w końcu duży ten akumulator Panie kupić?
Osobiście wyznaję zasadę że dokładnie tak duży jaki da radę zmieścić. I tu płynnie przechodzimy do kolejnego zagadnienia:Świstak - 2025-12-26, 21:04 13. To co mi Panie robić? Kupić gotowca czy zmontować samemu?
Pechowa trzynastaka... Obie odpowiedzi są dobre, bo kupując gotowca wstawiamy na miejsce to co przywiózł kurier, podłączamy dwa przewody i po robocie, z drugiej strony budując samemu mamy tę zaletę że nie musimy się ograniczać standardowymi wymiarami oferowanych gotowców - możemy w przebierać w najróżniejszych rozmiarach i kształtach oferowanych ogniw, możemy je rozmieścić pionowo, poziomo, zrobić coś na kształt litery L, a nawet możemy je umieścić na płasko za meblami czy na podłodze. Możemy nawet je porozrzucać po całym aucie gdzie nam pasuje, pamiętając o odpowiedniej jakości połączeń między nimi i odpowiednim zabezpieczeniu zarówno ogniw jak i połączeń. Możemy też wybrać BMS jaki nam się najbardziej podoba - firmowy lub no-name, z bluetooth albo wifi, z RS485 albo z CAN, ze sterowaniem grzałką albo z wodotryskiem... Jeśli masz minimum zdolności technicznych i dostęp do odpowiednich narzędzi - zmontowanie tego do kupy nie powinno być problemem, ale jeśli kran który zamontowałeś zawsze cieknie i się kiwa, a jedyne narzędzie w twoim warsztacie to młotek po dziadku - lepiej się za to nie bierz. Nie dość że zmarnujesz kupiony materiał to jeszcze możesz puścić kampera z dymem. Różnica w cenie (od kilku do 20%) może nie być warta ryzyka...Świstak - 2025-12-29, 10:11 14. Nie strasz Panie nie strasz, bo się.... Robię sam, ale z czego???
Elementów składowych jest kilka i każdy z nich jest tak samo ważny i powinien być dopasowany zarówno do naszych potrzeb i oczekiwań, jak i do pozostałych elementów składowych tego zestawu. Nie można w ciężarówce wozić linki holowniczej od malucha i liczyć że w chwili potrzeby się nie zerwie.
1. Ogniwa
Ogniwo zbudowane jest z podstawowych elementów składowych czyli anody, katody, elektrolitu i separatora, ale technologia wykonania może być bardzo różna. O ile w przypadku kwasiaków były to prawie zawsze sztywne płyty o dużej grubości i małych rozmiarach które same w sobie mogły stanowić materię czynną lub siatkowe ruszta dla substancji czynnej w postaci pasty, o tyle w LFP częściej jako anodę i katodę stosuje się stosunkowo cienkie ale bardzo długie folie metalowe na które nakłada się materiał czynny, półciekły elektrolit, separator, znów elektrolit, znów elektrodę (ale tym razem przeciwną), znów elektrolit, separator i elektrolit. Tak uzyskaną bardzo długą "kanapkę" można teraz zwinąć w zgrabny okrągły cylinder lub coś co przypomina prostokąt o zaoblonych rogach. Potem wystarczy wyprowadzić połączenia elektryczne anody i katody, zapakować to hermetycznie i gotowe.
Możemy więc spotkać się z ogniwami cylindrycznymi, pryzmatycznymi, długimi, krótkimi, wysokimi, niskimi, w obudowie aluminiowej albo w plastikowym kondomie, o małym prądzie pracy ale niskiej wadze, o dużym prądzie pracy ale ciut cięższych, o fenomenalnym stosunku pojemności do wagi ale bardzo delikatnych albo bardzo tanich ale niezbyt żywotnych - co komu potrzeba.
Ogniwa cylindryczne ze względu na okrągły kształt są odporne na puchnięcię ale zazwyczaj wyprowadzenia elektryczne wymagają specjalistycznych narzędzi do podłączenia okablowania (zgrzewarki), dodatkowo marnujemy sporo pustego miejsca zestawiając pakiety z okrągłych elementów, ale za to poprawiamy wentylację pakietu dzięki dużej powierzchni styku ogniw z powietrzem. Ogniwa pryzmatyczne łatwo mogą stracić swój piękny kształt, bo wystarczy odrobina ciśnienia wewnątrz aby nam wydęło boczną ściankę w łuk i im większe ogniwo tym efekt bardziej dokuczliwy, ale możemy nimi szczelniej wypełnić przestrzeń a wyprowadzenia elektryczne są zazwyczaj solidnymi śrubami do których łatwo się podłączyć. Pakiety foliowe są bardzo lekkie, ale jeśli zaczynają puchnąć to do rozmiaru balona, a prądy ich pracy są zazwyczaj bardzo małe bo wszystko w środku jest bardzo cienkie i lekkie. Jak bolid formuły pierwszej - pogna niczym wiatr, ale do orki się nie nada.
Ze względu na nasze uwarunkowania i potrzeby najczęściej więc będziemy wykorzystywać ogniwa pryzmatyczne, ale żeby nie było za łatwo - jeśli postawimy obok siebie trzy różne ogniwa o różnych parametrach ale identycznych wymiarach zewnętrznych okaże się że mają zupełnie inne możliwości i razem nie popracują. Ba, nawet jeśli weźmiemy identyczne ogniwa i wszystko poprawnie połączymy to w jednym kamperze będą pracować trzy dekady, a w drugim szlag je trafi w połowie pierwszego sezonu...
Dobierając ogniwa musimy zwrócić uwagę nie tylko na markę i cenę, ale przede wszystkim na to czego od nich będziemy wymagać. A wymagać będziemy wiele. Oj bardzo wiele....
Po pierwsze będziemy wymagać dużej pojemności - coraz więcej mamy sprzętów które potrzebują energii elektrycznej właściwie non stop - dla żony kluczowa będzie lodówka, a dla dziecka telefon z facebookiem. Dodatkowo taka niewykorzystana codziennie pojemność nie tylko stanowi zabezpieczenie na czarną godzinę, ale pozytywnie wpływa na żywotność ogniw - im mniej procentowo pojemności wykorzystujemy w każdym cyklu pracy tym mniej degraduje się chemia wewnątrz ogniw i wytrzymają znacznie więcej cykli bez utraty początkowej świetności. Mamy więc pierwszą wskazówkę - jeśli tylko finanse pozwolą dobierzmy takie ogniwa aby całkowicie wykorzystać dostępną przestrzeń na niepotrzebne nam pozornie amperogodziny.
Po drugie potrzebować będziemy mocy. Jedni mniej bo mają jedną ledową lampkę w kamperku i trumę na gaz, inni będą potrzebować znacznie więcej bo webasto na ropę czy ekspres do kawy potrzebują mnóstwo energii w krótkim czasie. Musimy więc zrobić bilans energetyczny aby wiedzieć ile tej mocy będziemy potrzebować w impulsie i zarówno ogniwa jak i wszystkie elementy uczestniczące w przekazywaniu tej mocy muszą to wytrzymać. I to nie z 1% zapasem, ale ze znacznie większym bo jeśli w czasie grzania ekspresu włączy się grzanie świecy żarowej w webasto to coś strzeli. Albo wybuchnie. A może się nawet zapali??? Tak więc jeśli planujemy używać ekspresu albo suszarki do włosów o mocy 1200W to z prostego rachunku wynika że w instalacji 12V popłynie nam z akumulatora I=1200/12=100A. Tak więc jeśli zastosujemy ogniwa o ciągłym prądzie pracy 50A - szlag je trafi przy pierwszym użyciu. Zwracam tu uwagę że często w charakterystyce ogniwa podany jest większą czcionką szczytowy prąd pracy powiedzmy Imax = 150A ale tylko przez tylko przez 5 sekund. Po pierwsze jest to ekstremum nie zalecane do nagminnego używania, a po drugie ani mojej zonie z suszarką ani mojemu ekspresowi te 5 sekund nie wystarczy do osiągnięcia satysfakcji. Mi może by i wystarczyło, ale plecy już nie te...
2. BMS
Jest to w zasadzie nie jedno urządzenie, ale kilka ściśle ze sobą współpracujących bloków. Po pierwsze jest to kilka precyzyjnych woltomierzy które sprawdzają aktualne napięcie na każdej celi osobno. W zależności od tego ile cel będziemy stosować w szeregu, taki musimy zastosować BMS. U nas dla instalacji 12V będą to 4 cele, więc zastosujemy BMS przystosowany do pracy z pakietami 4S (S oznacza tu serial czyli połączone szeregowo) 3S nam nie wystarczy, ale niektóre 5S, 6S 7S czy 16S mają zazwyczaj możliwość pracy z mniejszą liczbą ogniw niż maksymalna - trzeba to sprawdzić w dokumentacji i odpowiednio ustawić na zworkach czy tam przy pomocy aplikacji. Oprócz odpowiedniej liczby cel musimy mieć też pewność że dany BMS jest przystosowany do pracy z ogniwami LFP, bo mają one zupełnie inne napięcia niż choćby ogniwa Li-Ion i to co dobre dla Li-Ion zabije LFP. Albo wysadzi w powietrze. Albo zapali. Albo... No sami wiecie co...
Jeżeli napięcie na którejkolwiek celi jest niższe od minimalnego - BMS nie pozwoli nam dalej rozładowywać baterii. Może to zrobić na trzy róźne sposoby - wystawi sygnał odłączający baterię od obciążenia przez jakiś zewnętrzny stycznik czy przekaźnik, odłączy ją od instalacji przy pomocy własnego wbudowanego przekaźnika elektronicznego czy mechanicznego. Trzeci sposób - najlepszy - to wykorzystanie dwóch wewnętrznych przełączników zbudowanych z nowoczesnych tranzystorów o małych stratach własnych połączonych w taki sposób że jeden komplet potrafi uniemożliwić rozładowywanie nie przeszkadzając w ewentualnym ładowaniu, a drugi komplet odwrotnie - może uniemożliwić ładowanie nie przeszkadzając w rozładowywaniu. I to jest właśnie druga funkcja BMS - gdy napięcie na którejkolwiek celi będzie wyższe niż zalecane BMS uniemożliwi jego dalsze ładowanie zabezpieczając akumulator przed wybuchem, eksplozją, napuchnięciem czy innymi przypadłościami związanymi z przesadnym pompowaniem.
Kolejną rzeczą którą powinien robić dobry BMS to kontrola prądu wpływającego lub wypływającego z akumulatora - jeśli jest on zbyt duży należy ten proceder przerwać (aby uchronić ogniwa przed zniszczeniem, a kampera przed spaleniem) i odłączyć akumulator. Zazwyczaj po kilku sekundach BMS się automatycznie "resetuje" i ponownie zezwala na pracę, a jeśli problem dalej występuje znów po kilku sekundach odłącza akumulator i tak w kółko. Ważne jest to że absolutna większość BMS-ów nie potrafi ograniczać/zmniejszać tego prądu, a jedynie włączyć i wyłączyć. Fajnie by było gdyby można było płynnie regulować szczególnie prąd ładowania, ale to już trochę grubsza elektronika które wymaga solidnego chłodzenia, a zazwyczaj BMS-y mają być małe i tanie więc to zadanie zrealizujemy zewnętrznymi urządzeniami.
Akumulatory LFP mogą być bezpiecznie eksploatowane tylko w pewnym przedziale temperatur o czym wspominałem wcześniej, dlatego dobre BMS-y mają jeden lub kilka czujników temperatury które należy przymocować do ogniw. Nie na podwórku czy koło bojlera ale na ogniwach. I to najlepiej przy pomoczy jakiegoś kleju termoprzewodzącego. Dzięki temu BMS będzie w stanie uniemożliwić ładowanie zmarzniętych ogniw, albo rozładowywanie czy ładowanie nadmiernie zagrzanych.
Oprócz tego BMS może robić tysiąc innych zupełnie zbędnych rzeczy - może rysować wykresy, wyświetlać alarmy i statystyki, może piszczeć, może łączyć się z aplikacją w telefonie lub z satelitą meldując gdzieś komuś o czym ludzie w kamperze gadają. To już są kwiatki które mogą być ale nie muszą. Mogą pomóc, ale gdy dadzą zbyt wiele władzy niedoświadczonemu użytkownikowi - mogą bardzo zaszkodzić.
3. Balancer czy tam balanser. Po naszemu - wyrównywacz.
Są dwa zasadnicze typy balancerów: pasywne i aktywne. Pasywne są znacznie tańsze i prostsze w konstrukcji i działaniu - łączy się je niezależnie od siebie równolegle do każdej celi i gdy napięcie na tej celi przekroczy określoną wartość uruchamiają obciążenie w postaci rezystora starając się zużyć nadwyżkę energii zamieniając ją w ciepło. Wydawać by się mogło ze powiedzmy 20 watów to niewiele, ale jeśli włączymy 21 watową żarówkę świateł stopu w naszym kamperku na kilka sekund i spróbujemy ją wykręcić gołymi palcami okaże się że to jednak sporo energii i nielicho poparzyliśmy łapy. Rezystory w balancerach są zdecydowanie mniejsze niż żarówka i gdybyśmy taką samą moc chcieli na nich wytracić okazałoby się się że są znacznie gorętsze niż żarówka i w zasadzie pożar murowany, a przynajmniej niezła zadyma. Dlatego małe balancery pasywne pracują ze znacznie mniejszymi mocami, a pamiętając nasz wzór na moc daje to przełożenie na prądy. Możemy bezpiecznie na takim kurduplu wytracić powiedzmy 0,2W, co przy ok 4V daje nam I=P/U=0,2/4=0,050A=50mA. I taki prąd popłynie bokiem przez balancer omijając naładowaną celę i łądując pozostałe niedoładowane cele. Gdybyśmy chcieli takim prądem ładować mocno rozjechany akumulator 300 Ah to zajęło by nam to.... Niech policzę.... Siedem, pięć, trzy w pamięci. No tak, nie ma pomyłki: dokładnie wieczność.... Ale jeśli mamy dobrze dobrane w miarę niewymęczone ogniwa o pojemności 3Ah to to może mieć jakiś sens. Niewielki ale jednak.
Drugim typem jest balancer aktywny i tu już przechodzimy zarówno do poważnej elektroniki jak i do poważnych prądów. Występują one zawsze w jakichś zestawach (na dwie, trzy lub więcej cel) ponieważ działają one na zasadzie eksportu nadwyżki energii zagranicę. Kazdy moduła zawiera (podobnie jak w przypadku balancerów pasywnych) woltomierz który uruchamia urządzenie dopiero gdy napięcie ogniwa przekroczy ustaloną wartość. Niektóre modele zaczynają pracę wcześniej - komunikują się z sąsiadami i gdy ich wskazania są niższe niż nasze rozpoczynamy eksport energii jeszcze przed osiągnięciem punktu krytycznego. To już całkiem poważna elektronika (mikro przetwornice, moduły komunikacyjne, komparatory), ale dzięki temu (i zdecydowanie wyższej cenie) nie zamieniamy energii w ciepło ale dystrybuujemy ją tam gdzie jest potrzebna. Z naszego punktu widzenia ważne jest nie tylko to że nie marnujemy energii zamieniając ją w ciepło, ale fakt że możemy pracować ze znacznie większymi prądami - już nie 0,05A ale 2, 5 czy nawet 10A. To już dwa rzędy wielkości! I nikt nam nie zabroni zamontować dwóch, trzech czy czterech takim balancerów. No chyba że księgowa..
Prawie każdy BMS ma już w sobie zamontowany jakiś balancer - czasem pasywny czasem aktywny. Jeśli chcemy możemy równolegle z BMS-em zamontować dodatkowy balancer. W 99% wypadków nie będą sobie wzajemnie przeszkadzać, choć może się zdarzyć że wpadną w rezonans. Więc bezpieczniej będzie kupując BMS-a wybrać taki który ma wbudowany dobry balancer aktywny pracujący z możliwie największymi prądami najlepiej porównywalnym z prądem jakim planujemy ładować naszą baterię. Nadmiar absolutnie nie zaszkodzi, no chyba że prąd balancera będzie większy niż maksymalny prąd ogniwa, ale to nam raczej nie grozi.
4. Busbary czy tam barbusy
Prądy płynące w układzie szeregowym są identyczne w każdym punkcie łańcucha więc połączenie między ogniwami nie może być gorsze niż połączenie wyjścia akumulatora. O ile przewody kontrolne między celami a BMS-em muszą wytrzymać tylko prąd balansowania, o tyle połączenia między celami muszą wytrzymać cały prąd płynący przez akumulator. Muszą być też bardzo solidnie wykonane - nie gorzej niż główne przyłącza akumulatora. Dlatego muszą być grube i szerokie (o dużym przekroju). Ważna jest też ich długość - z jednej strony im krótsze tym lepiej, a z drugiej strony muszą zapewnić troszkę luzu między ogniwami aby te miały miejsce gdy zaczną puchnąć. A zaczną - to kwestia prawie filozoficzna - pytanie nie powinno brzmieć "czy zaczną puchnąć" ale "kiedy zaczną puchnąć" i jak bardzo.
5. Obudowa
To temat rzeka i ilu budowniczych tyle rozwiązań. I każde będzie dobre jeśli zapewnimy ogniwom dobre, stabilne i równe podłoże, zabezpieczenie przed przemieszczaniem się, izolację elektryczną, odpowiednią wentylacji i ewentualnie ogrzewanie. BMS może być zamontowany w obudowie, obok obudowy, przy obudowie albo gdzieś dalej - ważne żeby okablowanie między nim a baterią było zrobione odpowiednio i trwale. Może nie być obudowy i też będzie dobrze jeśli nie będzie się na to lała woda, nie będą walić kamienie, na przyłącza nie spadnie nigdy metalowa chochelka czy klucz do kół. Nie, srebrna łyżeczka do kawy po babci też nie.Świstak - 2025-12-30, 09:54 15. No Panie, zbudowałem. I co mnie z tym fantem dalej czynić?
Ano, naładować!
Dobierając elementy składowe z pewnością zanotowaliśmy jakie każdy z nich ma parametry (szczególnie prądy robocze) i teraz nie możemy przekroczyć tego najsłabszego. Jeżeli ogniwa mogą bezpiecznie pracować z prądem 200A a BMS z prądem 100A to nie możemy pracować z prądem 150A, ale maksymalnie 100A. BMS powinien sam się obronić przed nadmiernym prądem odłączając akumulator od instalacji, ale tylko wtedy gdy ma wpisane w konfiguracji prawidłowe parametry. A co z napięciem? O napięcie każdej celi z osobna i całego akumulatora też powinien zadbać BMS, ale gdy odłączy akumulator od instalacji to ochroni akumulator ale na to co dzieje się w instalacji wpływu żadnego już nie ma i jeśli do instalacji podłączymy jakąś nieodpowiednią ładowarkę to akumulatora nie zniszczymy, ale inne urządzenia w tej instalacji możemy jak najbardziej sfajczyć. Więc jaką ładowarkę? W wielu przypadkach ta którą używaliśmy do starych kwasiaków da radę, ale nie zawsze.
W handlu można spotkać wiele ładowarek do LFP z opisem "inteligentne", "dedykowane" , "specjalne", "lepsze niż do kwasiaków", "tylko ta i żadna inna". To w większości przypadków chwyty marketingowe, bo dużo trudniej jest poprawnie naładować starego kwasiaka niż LFP z BMS-em i balancerem. Cała ta "inteligencja" jest już zawarta właśnie w BMS/balancerze i w ładowarce jej już nie potrzebujemy. Mało tego - gdy dwóch "inteligentów" spotka się razem i każdy z nich będzie chciał osiągnąć to co najlepsze z jego punktu widzenia otrzymamy obraz rodem z posiedzenia Sejmu czy tam Senatu. No chyba że faktycznie ładowarka jest przeznaczona do pracy buforowej akumulatorów LFP...
Po pierwsze ładowarka musi mieć ograniczenie maksymalnego napięcia jakie może podać. Istotne tu jest aby po odłączeniu akumulatora przez BMS napięcie nie skoczyło nam nagle do kilkunastu woltów i nie spaliło urządzeń w instalacji. Drugie równie ważne ograniczenie to maksymalny prąd jaki możemy do instalacji wpompować - powinien on być nie większy niż maksymalny prąd ładowania ogniw, ładowania BMS i okablowania. Celowo zaznaczyłem tu słowo prąd ładowania, bo wartości prądu ładowania i rozładowania podane przez producentów komponentów mogą być różne i trzeba na to zwrócić uwagę. Przykładowo ogniwa mogą być bezpiecznie rozładowywane prądem nawet 5C (dla aku 100Ah będzie to 500A) ale ładowane prądem maksymalnie 2C (dla tego samego akumulatora będzie to 200A). No i fajnie, chyba że mamy BMS który wytrzyma tylko 100A, albo instalację zrobioną ze sznura od prodziża który wytrzyma tylko 10A. Ograniczenie maksymalnego napięcia (czy właściwie staranie utrzymania stałego napięcia) oznaczane jest symbolem CV (Constant Voltage), a ograniczenie maksymalnego prądu (czy właściwie staranie utrzymania stałej jego wartości) symbolem CC (Constant Current). Jeżeli mamy oznaczenie CC/CV to mamy obydwa mechanizmy regulacji/zabezpieczenia działające niezależnie od siebie - jeśli aktualnie płynący prąd jest mniejszy niż ustawiony to w górę pójdzie nam napięcie aż do osiągnięcia ustawionej wartości, a jeśli płynący prąd przekroczy ustaloną wartość to układ będzie obniżał napięcie tak długo aż wartość prądu osiągnie żądaną wartość. I o to nam właśnie chodzi. Na obrazku poniżej widać wyraźnie że gdy akumulator się prawie naładował jego apetyt na prąd znacznie spadł i układ mógł podnieść napięcie do ustawionej wartości. Wcześniej napięcie było niższe niż ustawione, bo wartość prądu była równa lub minimalnie większa od ustawionej.Świstak - 2025-12-30, 11:39 16. Naładowałem. I co dalej? Doładowywać? Wyłączyć prostownik? Odłączyć?
W starych kwasiakach to było istotne pytanie i poważny problem, ale w przypadku LFP już nie jest to tak krytyczne. Na te pytania sam sobie odpowiada BMS i robi co uznaje za najlepsze dla akumulatora.
Żaden akumulator nie lubi być nadmiernie ładowany ani nadmiernie rozładowany. W kwasiaku wskazane było ściśle kontrolowane "przeładowywanie" akumulatora żeby wyrównać cele i realizowała to bardzo dobra ładowarka albo świadomy użytkownik, w LFP nie wolno tego robić i dba o to BMS.
BMS-ów jest wiele, balancerów jest wiele więc i algorytmów realizowanych przez poszczególne egzemplarze sprzętu jest jeszcze więcej, tym bardziej że użytkownik może dość znacząco zmieniać ustawienia BMS co czasem może pomóc, ale znacznie częściej zaszkodzić.
W początkowej fazie ładowania nie dzieje się nic ciekawego - prąd płynie mniej więcej ze stałą wartością dzięki mechanizmowi CC i akumulator zamienia energię elektryczną na chemiczną. Ciekawie i niebezpiecznie robi się w końcowej fazie gdy większość chemii już przereagowała i napięcie na każdej celi zaczyna rosnąć. BMS pilnuje żeby nie przekroczyć wartości maksymalnej i - jeśli posiada taką możliwość czyli został zaprojektowany do bezpośredniego sterowania balancerem - włącza w miarę potrzeb poszczególne bloczki balancera aby ... No właśnie po co? To zależy od ustawień które może zmienić użytkownik. Jeśli mamy balancer aktywny to możemy wymusić jego pracę dużo wcześniej - powiedzmy przy poziomie naładowania 70-80%. Da nam to więcej czasu na wyrównanie cel i to dość skuteczne bo można dzięki temu ładować najsłabszą celę prądem większym o dwukrotność prądu pracy balancera niż celę najsilniejszą. Przy piećioamperowym balancerze będzie to więc 10A a to już sensowna wartość i faktycznie może zrobić dobrą robotę - może nam pięknie wyrównać mocno rozjechany akumulator już po jednym ładowaniu. Jeśli użytkownik ustawi BMS tak aby balancer działał tylko w stanie spoczynku to po naładowaniu najmocniejszej celi BMS odłączy całkowicie ładowanie, włączy balancer a po częściowym rozładowaniu najmocniejszej celi wyłączy balancer i ponownie uruchomi łądowanie całej baterii. Zadziała, ale potrwa dłużej, będzie generować skoki napięcia i w sumie zużyje nam kilkoma zbędnymi cyklami najmocniejszą celę kilkakrotnie ją doładowując do pełna i częściowo rozładowując. Jeżeli użytkownik ustawi pracę balancera tylko w czasie rozładowywania to już w ogóle dla mnie rzecz nieefektywna energetycznie, ale i taką opcję widziałem w niektórych urządzeniach.
Jeżeli mamy z kolei balancer pasywny, to prądy jakimi będzie próbował wyrównać cele są tak minimalne, że aż szkoda zużywać klawiaturę żeby to opisywać - w nowej baterii jakość tam to zadziała, ale w miarę starzenia i rozjeżdżania ogniw efetywność procesu będzie spadać i choć byśby nie wiem jak zmieniali ustawienia będzie to... To trochę jak jeżdżenie Bentleyem na łysych oponach - niby się da, ale głębszego sensu dopatrywać się w tym trudno. W sumie to w ogóle jeżdżenie na łysych kapciach to rzecz... No dobra, nie ten temat.
Gdy już cele są naładowane i wyrównane nie warto ich trzymać pod wysokim napięciem - to negatywnie wpływa na ich żywotność. W kwasiakach za obniżenie napięcia w instalacji do poziomu nieznacznie wyższego od napięcia spoczynkowego dbała inteligentna ładowarka, a ta faza pracy nazywana była często buforową. W LFP o zakończenie ładowania i obniżenie napięcia na ogniwach dba BMS i tu użytkownik może zrobić sporo złego zmieniając nastawę ponownego uruchomienia ładowania. Jeśli ustawi zbyt wysoką wartość - ogniwa będą wciąż doładowywane mimo iż tego nie wymagają. Będą się niepotrzebnie grzały i degradowały. To że w instalacji mamy wciąż 14,6V z ładowarki w niczym nam nie przeszkadza bo to wciąż bezpieczne napięcie dla odbiorników, ale napięcie na celach może sobie spokojnie spaść do wartości spoczynkowych, a jeśli z jakiegoś powodu spadnie jeszcze niżej (przykładowo za sprawą dalszej pracy balancera) BMS włączy ponownie łądowanie na tyle ile potrzeba. BMS wie również jaka jest temperatura ogniw i jakie w tej temperaturze powinny być napięcia ogniw (oczywiście jeżeli użytkownik tego nie spaprał przykładowo stosując magiczną aplikację innego producenta). Tak więc z powodzeniem wystarczy nam ładowarka CC/CV nawet jeśli nie ma niej napisu "inteligentna". Ważne żeby była dobra jakościowo, miała odpowiednią wentylację i dobre zabezpieczenia choćby przed prądem wstecznym który wyciągnie nam energię z akumulatora przy braku zasilania z sieci 230V.Świstak - 2026-01-01, 11:15 17. A w czasie jazdy będzie się samo ładować? Mam Panie energoblok z samiuśkich italiańskich Tater!
Odpowiedź jest tylko jedna: to zależy...
Akumulator LFP pracuje w wyższym przedziale napięć niż standardowy lub niestandardowy kwasiak i do pełnego naładowania potrzebuje nie 14,4 ale 14,6-14,8V. Niektóre inteligentne alternatory nam mogą tyle dać (przynajmniej chwilowo) ale zasadniczo będą trzymać niżej więc już wiadomo że do pełna nie naładujemy, a to czasem może uniemożliwić poprawne wyrównanie cel przez BMS. To już nie wróży dobrze, ale prawdziwe problemy dopiero czają się za rogiem...
Akumulatory LFP są znacznie doskonalsze niż kwasiaki co objawia się między innymi możliwością bezpiecznego ładowania znacznie większymi prądami (niż kwasiaki o tej samej pojemności) i chętnie z tej możliwości korzystają - będą brały ile się da i nie będą zważać na to że innym może brakować albo że elektrownia nie wyrabia. Tak więc bezpośrednie połączenie instalacji rozruchowej z nadwoziową może spowodować głodny akumulator nadwoziowy będzię ciągnął bez umiaru i w efekcie przeciążymy alternator a nawet zaczniemy wysysać energię z akumulatora rozruchowego. Oczywiście jeśli wcześniej nie sfajczymy instalacji energobloku wyliczonej na znacznie mniejsze prądy. Jak temu zaradzić? Zastosować jakiś ogranicznik, a jeszcze lepiej - regulator. No jeszcze do kompletu jakby nam ten regulator z 14,4V zrobił 14,6V no to już w ogóle miód z benzyną!
Ograniczenie maksymalnego prądu najtaniej zrobić za pomocą kalkulatora - możemy wyliczyć jakie straty wygeneruje nam okablowanie i tak to okablowanie dobrać aby w najgorszym możliwym przypadku nie popłynął w nim prąd większy od maksymalnego który sobie założyliśmy. Taki najgorszy możliwy przypadek (z punktu widzenia energobloku) to całkowicie rozładowany akumulator nadwoziowy (10V) i całkowicie naładowany akumulator rozruchowy z pracującym alternatorem (14,4V). Różnica napięć wynosi 4,4V i znając rezystancję okablowania możemy łatwo wyliczyć prąd jaki popłynie w takim układzie, powiedzmy dla rezystancji R=1 Ohm będzie to I=U/R=4,4/1=4,4A. Niedużo. Spróbujmy więc skrócić okablowanie o połowę - rezystancja również zmniejszy się o połowę do 0,5 Ohm co da nam I=4,4/05,=8,8A. Lepiej, ale wciąż za mało - wymieńmy więc okablowanie na grubsze (o większym przekroju poprzecznym). Rezystancja spadła nam do 0,1 Ohm co da nam I=4,4/0,1=44A. To już znośnie - naładujemy w sensownym czasie akumulator i nawet stary 70A alternator da radę napędzić naszą instalację, zapewnić prąd na światła, radio, klimę, dmuchawy i co tam jeszcze mamy w danej chwili uruchomione. Ale ten czas szybko przeminie, bo 10V dla akumulatora LFP to sytuacja wyjątkowo rzadka... Zazwyczaj nie będzie tak drastycznie wydojony, bo nawet przy 20% naładowania będzie miał nie 10V ale około 12V i wtedy nasze obliczenia będą już wyglądać inaczej: U=14,4V-12V= 2,4V I=U/R=2,4/0,1=24A... A to już mało. W dodatku w miarę doładowywania się akumulatora nadwoziowego będzie coraz gorzej (różnica napięć będzie dalej spadać) i może się okazać że przy naładowaniu ok. 80% ładowanie spadnie nam do wartości bliskich zeru. A jeszcze do tego jak mamy jakiś inteligentny alternator który po pewnym czasie automatycznie obniży napięcie aby chronić kwasiaka to może się okazać że zamiast ładować nadwozie - ciągniemy z niego prąd. Jak to mówią młodzi - lipa Panie.Świstak - 2026-01-01, 11:39 18. Jakie Panie 70A? Ja mam alternator 180A z helikoptera!
To dobrze, ale w sumie niewiele zmienia bo pewnie energoblok tyle nie wytrzyma nawet jeśli zamiast kabli zamontujemy szyny kolejowe. I dalej pozostaje problem tego że musimy być przygotowani na najgorszy wypadek, a zazwyczaj pracować będziemy daleko od tego najgorszego przypadku. Nie, takie proste rozwiązanie może być dobre na chwilę albo było jedynym dostępnym 10 lat temu, ale teraz możemy to zrobić znacznie lepiej.
Z pomocą przychodzą nam dość skomplikowane, ale już całkiem przystępne cenowo i proste w obsłudze przetwornice podbijające napięcie nazywane z angielska Step-Up lub Boost. Zwróćmy uwagę że są też przetwornice zdolne tylko do obniżania napięcia które w tym przypadku do niczego się nam nie przydadzą (Step-Down lub Buck). Jest też trzeci rodzaj - uniwersalne mogące zarówno podwyższać jak i obniżać napięcie do wartości którą można regulować lub do jednej stałej wartości ustalonej przez producenta (Step-Up/Step-Down lub Boost/Buck). Znakomita większość z nich ma też możliwość ograniczania maksymalnego prądu płynącego w obwodzie co w sumie daje nam w sumie opisaną wcześniej ładowarkę CC/CV. Tyle że zasilaną nie z gniazdka, ale z instalacji rozruchowej.Świstak - 2026-01-01, 15:22 19. Kupuję. Którą Pan polecasz?
Hola hola, nie tak szybko. Odpowiedź na postawione wcześniej pytanie sprawdzi się i tutaj: to zależy... Od tego co mamy w aucie i czego oczekujemy. Choćbyśmy nie wiem jak bardzo nie chcieli - musimy zrobić bilans.
Ile bezpiecznie przyjmie akumulator i ile wytrzyma BMS. Jeżeli akumulator 160Ah możemy bezpiecznie ładować prądem 0,5C to będzie to 160*0,5C=80A, ale jeśli mamy 140Ah to będzie to 140*0,5=70A. Trochę gorzej będzie wyglądać sytuacja gdy mamy równolegle spięte dwa akumulatory po 100Ah i każdy z nich możemy ładować prądem 0,5C bo powinno to wyglądać tak (100+100)*0,5C=200*0,5C=100A, ale co będzie gdy jeden z nich naładuje się szybciej niż drugi a my dalej będziemy pompować 100A? Przekroczymy dwukrotnie maksymalny prąd ładowania i coś się sfajczy. A co z prądem BMS? Jeżeli jest mniejszy niż maksymalny prąd łądowania ogniw to nie możemy dawać tyle ile przyjąć mogą ogniwa, ale maksymalnie tyle ile może przepuścić BMS. A co z alternatorem? Tu sprawa jest jeszcze bardziej zagmatwana.
Po pierwsze nie możemy brać więcej niż alternator jest nam w stanie dać, a pamiętać musimy że w uruchomionym aucie są inni chętni na energię - światła, wentylatory, radio, akumulator rozruchowy. Po wtóre musimy uwzględnić że jest mu ciężko... Wcześniej pisałem że alternator chłodzony jest wentylatorem zamontowanym na osi napędowej i wydajność układu chłodzenia zależy ściśle od obrotów silnika. Ale wydajność energetyczna alternatora już nie tak bardzo - w przeciwieństwie do prądnicy jest w stanie wytwarzać dużą ilość energii nawet przy niskich obrotach (między innymi dlatego luźne paski na niskich obrotach piszczą, a przy wyższych przestają piszczeć bo wraz z obrotami spada opór mechaniczny stawiany przez alternator - co też wynika z wzoru na moc), tyle że generuje przy tym niższą częstotliwość prądu przemiennego (tak, przemiennego) co akurat jest dla nas zupełnie bez znaczenia bo i tak ten prąd przemienny prostujemy aby był stały. Ważne jest jednak że przy niskich obrotach generuje dużo, a chłodzi się słabo więc możemy go sfajczyć. Nie możemy więc brać za dużo, a i przy niskich obrotach silnika lepiej by się troszkę ograniczyć. Pierwsze zagadnienie załatwimy prostą matematyką i bilansem, ale z drugim ciężej. Nowoczesne "inteligentne" alternatory mają informację o swojej temperaturze i obrotach, potrafią więc ograniczyć produkcję energii by się ochronić w krytycznych warunkach. Niby fajnie dla alternatora, ale przetwornica może o tym nie wiedzieć i będzie ciągnąć tyle ile ustawiliśmy - jeśli nie z alternatora to z akumulatora rozruchowego, co też jest nie do końca poprawne ale w przypadku długich przelotów a nie kręcenia się po mieście - chwilowo możemy to pominąć. Tak więc idealnie byłoby mieć te wszystkie informacje choćby ze złącza ODB a w przypadku starszych aut z dodatkowego czujnika obrotów i temperatury. Ktoś mający sporą wiedzę pewnie poświęci kilkadziesiąt czy kilkaset godzin na opracowanie takiego układu dla siebie, ale zapewne nie będzie to układ uniwersalny dla wszystkich aut. I raczej trudno się spodziewać że ktoś poświęci dla każdego z naszych aut kilkaset godzin aby opracować taki układ za darmo... Czy więc nie ma ratunku? Już jest. Na dzień dzisiejszy istnieje kilka rozwiązań które nam umożliwią realizację tego zadania.
Dla najmniej uzdolnionych technicznie istnieje gotowa ładowarka DC-DC Victron Orion XS 12-12-50A o maksymalnym prądzie pracy 50A i możliwości konfiguracji przez aplikację w telefonie. Jest to rozwiązanie nie najtańsze, ale zazwyczaj wystarczy je zamontować i zapomnieć o problemie oczywiście jeśli uprzednio zapewnimy odpowiednie okablowanie które wytrzyma takie prądy (czyli minimum 16mm2 - to co zazwyczaj jest już w kamperze na 99% nie spełnia tego podstawowego warunku). Jej wielką zaletą jest mnogość konfiguracji w których może pracować oraz możliwość różnorodnego sterowania - sygnałem zewnętrznym lub przez samodzielną detekcję stanu instalacji na podstawie pomiarów napięcia w instalacji rozruchowej. Dobrze radzi sobie ze starymi i nowymi alternatorami, a na upartego można za 5 złotych dołożyć dodatkową ochronę termiczną starych alternatorów (szczegóły opiszę w wątku macierzystym). Dla tych którzy mają w autach instalację 24V lub chcą mieć magazyn energii na nadwoziu pracujący na 24V odpowiednia będzie droższa (jeszcze droższa!!!) wersja Orion XS 1400 DC-DC battery charger.
Dla tych którzy chcą coś podłubać - można skompletować osobno przetwornicę i osobno układ sterowania który wykryje czy można uruchomić przetwornicę.Świstak - 2026-01-01, 21:16 20. Zmontowałem Panie i działa. Co mi teraz robić?
Nic. Po prostu nic.
Całe lato przejeździć nie sprawdzając wskaźników i czujników, a na zimę najlepiej odłączyć akumulator LFP w stanie naładowania 50-75%, nie ruszać, nie doładowywać, nie martwić się i nie przeszkadzać w zimowaniu. Na wiosnę podłączyć i ruszać w trasę!