Batéria a nabíjačka

Akumulátor a nabíjačka: zistite si, čo kupujete, ešte pred objednaním

Nesprávne zvolená batéria alebo nabíjačka, ktorá nie je kompatibilná s chemickým zložením vašich článkov, môže skrátiť životnosť vášho parku na menej ako tretinu toho, čo by mala byť. Nie je to otázka značky alebo ceny, je to otázka technickej kompatibility. LiFePO4 batéria nabitá štandardnou AGM nabíjačkou bude systematicky preťažená nad 3,65 V na článok, čo poškodzuje elektródy pri každom cykle. Tu je to, čo potrebujete vedieť, aby ste si kúpili správny produkt.

Štyri chemické zloženia elektrických batérií a ich skutočné cykly

Trh s batériami sa opiera o štyri veľké rodiny a ich životnosť sa radikálne líši v závislosti od podmienok používania.

LiFePO4 (lithium-železo-fosfát) je technologicky najstabilnejšia z hľadiska teploty. Znesie nabíjacie teploty až do 55 °C bez urýchleného poškodenia, poskytuje 2 000 až 6 000 cyklov v závislosti od rýchlosti vybíjania a nepredstavuje riziko tepelného úniku ako chemické zloženia NMC. Jej hustota energie je nižšia, približne 90 až 130 Wh/kg, ale pre stacionárne zariadenia (karavany, lode, solárne zásobníky energie) je to takmer vždy najlepšia voľba na desať rokov.

NMC (nikel-mangán-kobalt) ponúka vyššiu energetickú hustotu, medzi 150 a 220 Wh/kg, čo vysvetľuje jeho prítomnosť v elektrických vozidlách, kde sa počíta každý kilogram. Na druhej strane, jej 500 až 1 500 skutočných cyklov pri 80 % hĺbke vybitia ju robí menej vhodnou pre aplikácie s každodenným nabíjaním a vybíjaním.

Batérie AGM a gélové (absorbované olovo-kyselinové) zostávajú relevantné pre obmedzené rozpočty alebo prostredia, kde je extrémna zima obmedzujúcim faktorom. Zvládajú teploty klesajúce až na -20 °C bez straty štartovacej schopnosti, zatiaľ čo lítiová batéria stráca 20 až 40 % svojej dostupnej energie pri teplotách pod 0 °C.

NiMH sa naďalej používa v prenosných náradiach a niektorých starších hybridných vozidlách, v nových zariadeniach má však len okrajové využitie.

Výber nabíjačky batérií: napätie, prúd a kompatibilita s chemickým zložením

Nabíjačku si vyberáme na základe troch nevyhnutných parametrov: chemického zloženia batérie, menovitého napätia batérií a prijateľnej rýchlosti nabíjania.

Rýchlosť nabíjania, vyjadrená v C, určuje rýchlosť nabíjania. Nabíjačka s výkonom 20 A pri batérii s kapacitou 100 Ah pracuje pri 0,2 C, čo znamená úplné nabitie za približne päť hodín za ideálnych podmienok. Nabíjanie pri 1C (100 A na 100 Ah) je technicky možné u niektorých vysokovýkonných LiFePO4 batérií, ale v dlhodobom horizonte znižuje životnosť o 30 až 40 %. Pre každodenné použitie je rozumný rozsah 0,2C až 0,5C.

Nabíjačky CCCV (konštantný prúd, potom konštantné napätie) sú štandardom pre všetky lítiové batérie. Fáza CC dodáva väčšinu energie, fáza CV umožňuje článkom správne sa vyrovnať na konci nabíjania. Nabíjačka, ktorá tento prechod nespravuje správne, udržiava príliš vysoké napätie a poškodzuje interný BMS.

• 12 V LiFePO4 batérie: napätie na konci nabíjania 14,4 až 14,6 V podľa výrobcu, nikdy viac
• Li-ion NMC 12V batérie: napätie na konci nabíjania 16,8 V pre 4S balík
• 12 V AGM batérie: napätie pri hromadnom nabíjaní 14,4 až 14,7 V, udržiavacie napätie 13,5 až 13,8 V
• 12 V gélové batérie: napätie nabíjania obmedzené na 14,1 V, citlivé na preťaženie

Nabíjačky MPPT (Maximum Power Point Tracking) sú určené pre solárne inštalácie. Na rozdiel od jednoduchého regulátora PWM, MPPT získa z panelu až o 30 % viac energie moduláciou vstupného napätia podľa dostupného slnečného žiarenia. Pri inštalácii s výkonom 200 Wc a batériou s kapacitou 100 Ah predstavuje rozdiel medzi regulátorom PWM 20 A a ekvivalentným regulátorom MPPT 15 až 25 Ah dodatočného nabitia za deň za čiastočne zamračených podmienok.

Vypočítajte kapacitu batérie, ktorú skutočne potrebujete

Kapacita sa vyjadruje v Wh (watt-hodinách), nie len v Ah. Sada 100 Ah pri 12 V = 1 200 Wh. Sada 100 Ah pri 48 V = 4 800 Wh, čo je štyrikrát viac uloženej energie pri rovnakej hodnote uvedenej v ampérohodinách. Ide o najčastejšiu chybu pri porovnávaní nízkonapäťových a vysokonapäťových systémov.

Na určenie veľkosti zásoby energie si spíšte spotrebu v wattoch a dĺžku denného používania. Chladnička v karavane spotrebuje v priemere 30 až 50 W nepretržite, čo predstavuje 720 až 1 200 Wh za 24 hodín. Pridajte osvetlenie, vodné čerpadlo, USB nabíjačky. Vynásobte to dvoma, aby ste neprekročili 50 % hĺbky vybitia pri AGM, alebo 1,25 pri LiFePO4 (ktorá môže klesnúť na 20 % SOC bez poškodenia).

Čo stav vašej nabíjačky prezrádza o stave vašej batérie

Inteligentná nabíjačka s displejom zobrazujúcim skutočné napätie a prúd je diagnostickým nástrojom, nielen nabíjačkou. Ak batéria LiFePO4, ktorú nabíjate prúdom 20 A, dosiahne vypínacie napätie za menej ako dve hodiny, hoci by mala vydržať štyri až päť hodín, stratili ste 50 % skutočnej kapacity. Bez týchto údajov kupujete novú batériu bez toho, aby ste vedeli, či problém spočíva v nabíjačke, BMS alebo článkoch.

Nabíjačky na regeneráciu batérií AGM a otvorených olovených batérií (s režimom desulfatácie pomocou vysokonapäťových impulzov, typicky 15,8 až 16,3 V počas niekoľkých opakovaných sekúnd) môžu obnoviť 20 až 40 % kapacity u sulfátovaných batérií, ktoré majú menej ako 30 % svojej menovitej kapacity. Nie je to zázračné riešenie, ale často sa oplatí skôr, ako vymeníte celý park servisných batérií v zlom stave.