Tarih :22/11/2020
GİRİŞ:
Eğer yakın zamanda bir LifePo4 akü aldıysanız veya bu aküye sahipseniz, biliyorsunuzdur ki akünüz daha çok çevrim ömrüne sahiptir, hafiftir. Peki biliyor musunuz kurşun/jel akülere oranla 4 defa daha hızlı şarj edebilirsiniz. Ama bu şarjı nasıl yapacaksınız?
Atakale size , Lityum Demir Fosfat akülerin kimyasal yapısına uygun nasıl şarj cihazını seçeceğinizi , ve nasıl şarj edeceğinizi bu sayfalarda anlatacaktır.
LiFePo4 aküleri, Kurşun Akü(Jel) Şarj Cihazlarıyla Şarj Edebilir miyim
Bu teknik incelemeden anlatacağımız gibi, Kurşun Asit Akü (SLA) ve lityum Demir Fosfat şarj profilleri arasında birçok benzerlik vardır. Ancak ekstra LFP aküleri şarj etmek için Kurşun Asit Akü(SLA) şarj cihazları kullanılırken hasar verebilir, şarj altında veya zaman içinde lityum akülerin kapasitesini azaltabilirsiniz.. LFP ve SLA aküleri karşılaştırırken şarj algoritmaları arasında birçok farklılık vardır.
1. Aşama(Bulk) : Akımı sabit tutarız,akünün hasar görmemesi için,boş bir akü için yaklaşık 3,5 saat süren bir aşamadır. Gerilimi sürekli, akımın 0.25C seviyelerinde kalarak şarj edilmesini sağları. (0,25C den kasıt: akü üzerinde yazan Amper H değerinin %25 oranındaki akımdır.)Örnek 100AH bir jel/kurşun aküyü şarj etmek için ilk aşmada 25AH i geçmeden şarj etmemiz gerekir. Bunu sağlamayan , 25A amperden fazla şarj ettiğinizde aküye zarar verirseniz, ve bunun geri dönüşümü mümkün değildir. İlk aşmada , her bir hücre için 1,75V a(6 hücre/100AH akü için 10,5V a gelene kadar 25A ile şarj edebilirsiniz)
2. Aşama(Absorbation): Voltaj limit 14,7-14,8 e(12Volt akü için) ulaştığında, akım sürekli düşerek, Fload/yüzme akımına kadar geriler. Akım , akünün akım kapasitesinin %5 ne kadar gerilediğinden, Fload yüzme akımı aşamasına geçilir.
3-Aşama (Load) : Bu aşamada artık akü doludur ve bekleme esnasında oluşan kayıplar tamamlanır. Eğer Akü UPS gibi beklemede, standby’de çalışıyorsa, aküde oluşacak iç kayıpları tamamlamak üzere bu aşamada çok küçük akım geçirilerek şarja devam edilir. Bu şarjın adına State of Charge (SOC)/Fload, Yüzdürme şarjı da denilir. Akünün %100 kapasiteyle beklemesi sağlanır. Amaç akü plaklarında oluşacak sülfatın engellemesidir.
LIFEPO4 LITYUM DEMİR FOSFAT AKÜ ŞARJ YÖNTEMİ
Bir LiFePo4 akü ile SLA Kurşun asit akü aynı şarj aşamalarına sahiptir. Sadece LiFePo4 daha hızlı ve daha yüksek akım ile şarj aşamalarını bitirir.
1-Aşama Genellikle bataryala %30 -%100 arasında kapasiteyle şarj edilirler. Kurşun akülerde 1. aşama şarjı 4 saat sürmektedir. LifePo4 akülerde ise 1. aşama 1 saatte tamamlanır. Bu aşama SLA akülere oranla 4 kat daha hızlı gerçekleşir.
2-Aşama : Her iki aküde de kimyasal yapısı sebebiyle , ikinci aşamada %100 kapasiteye getirilmesi gerekir. Kurşun akülerde 2. aşama 7 saat sürerken, Lityum Demir Fosfat akülerde ise 15dakika kadar indirmek mümkündür. Genel olarak lityum piller 4 saatte şarj olur. Aryıca LiFePo4 bataryalar gün içinde bir çok defa şarj deşarj edilebilir, Ancak şarj ve deşarj sürelerinin uzun olması dolayısıyla ancak günde bir defa şarj ve deşarj edilebilirler.
3-Aşama: Kurşun Asit akü ile LifePo4 akülerin ayrdıldığı şarj aşaması 3. aşamadır. Bir LFP akünün 3.aşama yani Fload şarja ihtiyacı yoktur. Şarj eksildiğinde 6 ay da bir eksilen kısmın tamamlanması şarj edilmesi yeterlidir.
Yukarıdaki grafikte , 12Volt 100Ah LFP lityum demir Fosfat Akü , 1.aşamada 1 saat sabit 40A akımla şarj edilebilir ,üzerindeki yazan akım değerinin maksimum %40 değerindeki akımla şarj edebilirsiniz. Bu %40 değeri Kurşun Asit Akülere göre %60 daha yüksek şarj akımı demektir.
1 saatte tamamlanan bu aşamadan sonra Sabit Gerilimle 14,7Volt ile 3,5 saat şarj edilir.
Grafikte görüldüğü gibi, gerilim artmadığı için LFP akü doldukça geçen akım düşecek ve en son çok küçük bir değere gelecektir. Bu işlem 3. aşamada akım sıfıra düşene kadar devam ettirilir.
Bu aşamadan sonra , artık şarj kesilir, kurşun asit akülerde yukarıda bahsettiğimiz üzere azda sürekli tamamlayıcı bir şarj verilirken, Lityum Demir Fosfat akülerde şarj tamamen kesilir, ve LFP akü kapasitesi ve gerilimi eksilene kadar da tekrar şarj edilmez.
Grafikte gösterilen 4. Aşama ise, akü beklemede veya kullanımda kaybettiği kadar kısım nasıl şarj edildiğini göstermektedir.
LİTYUM DEMİR FOSFAT AKÜ ŞARJ KAREKTERİSTİĞİ
Şarj esnasında Voltaj Akım Ayarlaması : SLA (Kurşun Asit) Aküler 13,1 V tam şarja ulaşırlar. Tam kapasiteyi 12,8V da sağlarlar.
Lityum Demir Fosfat akülerde ise bu gerilim 13,4v dur. Bu gerilimin üstünde şarj etmeniz durumunda aküde geri dönülmez hasar oluşturursunuz.
Bu açıklama, SLA 8Kurşun Asit Jel Akü) 2. aşama/Absorbation gerilimi 14,7V un altında olması gerektiği gibi. LFP akülerde is bu gerilim 15,2v a kadar çıkartılabilir.
Şarj cihazları, şarj sırasında kullanılan akım esas alındığından, şarj edilecek akünün kapasitesine uyacak şekilde seçilir. Akünün kapasite derecelendirmesinde. Bir lityum pil 1C kadar hızlı şarj edilebilirken, bir kurşun asit pil
0.3C'nin altında şarj edilmesi gerekir. Bu, 100AH lityum Demir Fosfat Akünün tipik olarak 100A'da şarj edilebileceği, gibi 100AH kurşun asit akü ise 30A'da şarj edildi
Şarj kesme akımı, kapasitenin% 5'idir, bu nedenle her iki akü için kesme 100AmperH akü için 5A olacaktır. Tipik olarak, terminal akımı ayarı, şarj cihazı tarafından belirlenir.
Evrensel şarj cihazları tipik olarak kimyasal yapıyı seçme işlevine sahip olacaktır. Bu işlev, en uygun voltaj şarjını seçer. Aralık ve akünün tam olarak ne zaman şarj edildiğini belirler. Bir LFP aküyü şarj ediyorsanız, otomatik olarak şarj cihazı kapanmalıdır. Bir SLA akü şarj ediyorsanız, fload/yüzdürme şarjına geçmelidir.
LFP akünün şarjının kesilmemesi akünün bozulmasına sebep olacaktır.
Kurşun Asit akülerin Lityum Demir Fosfat Akülerle Değiştirilmesi: Lityum Demir Fosfat Akülerin, bir SLA(kurşun Asit) aküyle değiştirilmesi yaygın bir uygulamadır.
UPS sistemi gibi yüzer şarj. İle çalışan akülerin Bunun LFP aküler için için güvenli değildir. Genelde LiFoPo4 akülerimizde standart bir sabit voltajlı SLA şarj cihazının kullanılması kabul edilebilir, standartları kontrol edilmelidir
Sabit voltajlı bir SLA-Jel şarj cihazı kullanıyorsanız, şarj cihazı aşağıdaki koşulları karşılamalıdır:
- Şarj cihazı sülfat giderme ayarı içermemelidir
- Hızlı şarj voltajı 14,7 Volt un üstünde olmamalıdır
- Fload/Yüzme şarj gerilimi 13,8Volt olmalıdır
Ayrıca , bazı akıllı veya çok aşamalı SLA şarj cihazlarının açık devre voltajını (OCV) algılayan bir özelliği vardır. Koruma modunda olan aşırı deşarj olmuş bir LFP akünün OCV değeri 0 olacaktır.
Bu tür bir şarj cihazı, tamamen boşalmış bir Lityum Demir Fosfat aküyü yeniden canlandırma modu olmalıdır.
LiFePo4 aküleri Uzun Süre Saklama: LFP uzun süre depoda tutmanız gerekiyorsa, depolama alanı ile ilgili olarak dikkate almanız gereken kurallar vardır.
SLA ve LiFePo4 aküler için gereksinimler farklıdır. Bir SLA'yı Lityum'a karşı depolamanın iki ana nedeni vardır akü farklıdır.
İlk neden, akünün kimyasal yapısından dolayı depolama için en uygun SOC'yi belirlemektir. SLA akü i için Sülfatlaşmayı önlemek için mümkün olduğunca % 100'e yakın dolu kapasiteyle bir yerde saklayın, Boş bir aküyü saklamak plakalarda sülfat kristallerinin birikmesine neden olur. Sülfat birikimi pillerin kapasitesini azaltacaktır.
Bir LiFePo4 akü için, uzun süre boş kaldığında ,elektronlar tükendiğinde, pozitif terminalin yapısı kararsız hale gelir. Pozitif plakanın kararsızlığı kalıcı kapasite kaybına neden olabilir. Bu nedenle bir LifePo4 akü elektronları pozitif ve negatif plakalara eşit olarak dağıtan% 50'ye yakın kapasiteyle saklamanızı tavsiye ederiz.
Depolama üzerindeki ikinci etki, kendi kendine deşarj oranıdır. SLA pilinin yüksek kendi kendine deşarj oranı, Kalıcı kapasiteyi önlemek için% 100 SOC'ye olabildiğince yakın tutmak için bir fload şarjına koymalıdır. Lityum demir Fosfat aküler de kendi kendine deşarj oranı çok düşük olduğundan, %100 kapasiteyle saklamasına gerek yoktur.