Victron Energy Smart LiFePO4 batéria 12,8V/200Ah

Lítium-železo-fosfátové batérie (LiFePO4) sú momentálne veľmi perspektívnou a technologicky vyzretou konkurenciou klasických olovených akumulátorov. Nominálne napätie jedného článku je 3,2 V. Batéria s napätím 12,8 V tak pozostáva zo štyroch sériovo radených článkov. Oproti oloveným batériám netrpia tzv. sulfáciou (tvorba nerozpustného síranu olovnatého), ktorá znižuje kapacitu a skracuje životnosť. Príčinou je dlhodobé nedobíjanie batérie do plného stavu alebo dlhodobé nepoužívanie batérie. Lítium-železo-fosfátové batérie nemusia byť plne dobíjané, postačuje čiastočné dobíjanie, čo je ich hlavná výhoda oproti batériám oloveným.

Ďalšie výhody LiFePO4 batérie:

1. Širší rozsah pracovných teplôt

Kapacita a životnosť nie je zďaleka tak závislá na teplotách. Možnosť inštalácie v zamŕzajúcom priestore. Prevádzkové teploty batérie sú v režime vybíjania: -20 ° C do + 50 ° C, v režime nabíjania: + 5 ° C do + 50 ° C. Maximálny nabíjací prúd pri teplote batérie <0 ° C: 0,05C, napr. Max 10A pre 200Ah batériu) Pri poklese teploty pod +5 ° C je nabíjanie automaticky prerušené. Aplikácia Victron Connect umožňuje pre dobíjanie nastavenie teploty nižšej ako +5 ° C, tento užívateľský zásah v sebe však nesie stratu záruky.

2. Vysoká cyklická životnosť.

Tá je daná okrem iného aj mierou vybíjania. Cyklom sa rozumie každé vybitie a následné nabitie batérie. Každú batériu vybíjanie poškodzuje. Čím je vybitie hlbšie, tým menej týchto cyklov batéria vydrží. Bežné olovené batérie sa odporúča vybíjať maximálne na 50% ich celkovej kapacity, hlbšie vybitie výrazne skracuje životnosť batérie a hrozí jej trvalé poškodenie. LiFePO4 batérie sú mimoriadne odolné proti tomuto vplyvu a bežne sa môžu vybíjať na 20% ich celkovej kapacity (80% vybitia) bez toho, aby to malo výraznejší vplyv na ich životnosť. Kvalitná olovená trakčná batéria vybíjaná na 50% jej kapacity má životnosť cca 2800 cyklov, LiFePO4 batéria zvládne neuveriteľných 5000 cyklov!

3. Nízky vnútorný odpor.

Pri odbere energie batéria nekladie veľký odpor. To umožňuje odoberať z batérie relatívne veľké množstvo energie, bez toho by to batériu poškodilo. Výhodné pri nárazovom odbere väčšieho množstva energie.

4. Vysoká hustota energie.

Batérie sú ľahké a na kilogram ich hmotnosti pripadá relatívne veľké množstvo energie. Mimoriadne výhodná vlastnosť v stiesnených priestoroch alebo na miestach s požiadavkou na minimalizáciu zaťaženia (typicky napríklad lode alebo karavany). Ušetrite až 70% hmotnosti a priestoru pri zabezpečení rovnakého množstva energie!

5. Vysoká účinnosť

V určitých aplikáciách (hlavne u ostrovných systémoch) môže mať energetická účinnosť zásadný význam.
Energetická účinnosť (vybitie zo 100% na 0% a nabitie späť na 100%) je pri priemernej olovenej batérii približne 80%.
Energetická účinnosť lítiovej batérie je 92%.
Proces nabíjania olovených akumulátorov sa stáva obzvlášť neúčinným pri dosiahnutí 80% stavu nabitia, čo má za následok účinnosť 50% alebo menej v solárnych systémoch, kde je vyžadovaná niekoľkodňová rezerva energie (batérie pracujúce v rozsahu 70% až 100% stavu nabitia).
Na rozdiel od toho, lítiová batéria bude aj naďalej dosahovať 90% účinnosti aj v podmienkach mierneho nabíjania a vybíjania. Životnosť sa dokonca mierne zlepšuje v prípade čiastočného nabitia miesto plného nabitia.

6. Nenáročnosť

V charaktere nabíjacieho napätia. Olovená batéria vyžaduje relatívne malý rozsah nabíjacieho napätia a vysokým rizikom prebíjania a z toho plynúceho poškodzovania. LiFePO4 batéria tento nedostatok nemá a zvláda 14 až 16 V (s maximálne 4,2 V na článok). Tiež citlivosť na prebíjanie je nízka.

 
7. Bluetooth

Vďaka vstavanej technológii Bluetooth možno monitorovať napätie, teplotu a stavy alarmov.
Veľmi užitočná funkcia pre lokalizáciu potenciálneho problému, ako je napr. nerovnováha článkov.

BMS (Battery management system)

Oproti oloveným batériám vyžaduje LiFePO4 batéria kvalitný balancér. Ak sa dosiahne napätie nižšie ako 2,5 V alebo je nabíjacie napätie vyššie ako 4,2 V na článok, hrozí poškodenie batérie. V žiadnej batérii nemajú jednotlivé články úplne rovnaké napätie (rovnakú mieru nabitia), ale naopak sa viacmenej navzájom líšia. Olovené akumulátory majú určitú obmedzenú samoregulačnú schopnosť v rovnomernom nabíjaní všetkých článkov. Ak sú niektoré články batérie už nabité, prechádza nimi prúd a to umožňuje nabitie zvyšných menej nabitých článkov. U LiFePO4 batérie nabité články neumožňujú dobíjanie nedobitých článkov. Aj keď batéria ako celok má prijateľné napätie, niektoré články môžu trpieť dlhodobým nedobitím. V priebehu času sa tieto rozdiely môžu prehlbovať. Z týchto dôvodov je nutné nabíjať LiFePO4 batérie za pomoci balancéra sledujúci individuálne každý článok batérie. Balancér reguluje nabíjanie každého článku len pre neho vhodnou charakteristikou nezávislou na ostatných článkoch (balancuje napätie článkov). Balancér je tak nenahraditeľné zariadenie chrániace batériový systém pred poškodením.

Balancér je samozrejmou a integrálnou súčasťou LiFePO4 batérie od spoločnosti Victron energy. Súčasne batéria disponuje rozhraním na napojenie externého batériového manažment systému pre riadenie batérií (BMS - battery management systém). Až 5 batérií môže byť prepojené paralelne a až 4 batérie sériovo, takže môže byť zostavená ako 48V batéria až do kapacity 1500Ah.

S BMS zariadením možno vhodným paralelným a sériovým radením dosiahnuť žiaduce kapacity a napätia. BMS zariadenie má najmä tieto ochranné funkcie:
- ochrana článkov pred hlbokým vybitím odpojením záťaže
 - ochrana článkov pred prebíjaním redukciou napätia alebo prerušením procesu nabíjania
- vypne celý systém v prípade dosiahnutia kritickej teploty

Na prvý pohľad sa zdajú byť LiFePO4 batérie finančne nákladnejšie v porovnaní s olovenými batériami. Pri bližšom pohľade a pri zohľadnení dlhej životnosti, vysokej spoľahlivosti a vysokej účinnosti je LiFePO4 batérie tá správna voľba pre moderné a náročné aplikácie.

Batéria je vybavená dvojicou kabeláže pre napojenie na VE.Bus BMS zariadenie.
 

Odporúčané parametre nastavenia nabíjania / vybíjania:
Bulk 14,2V
Absorpcia 14,2V (max. 4 hodiny)
Float 13,5V
Storage 13,5V
Odpojovacie napätie záťaže 11V

Pracovná teplota vybíjania: -20 ° C to + 50 ° C
Pracovná teplota nabíjania: + 5 ° C to + 50 ° C
 
Podrobné technické parametre nájdete v priloženom technickom liste

Victron Energy Smart LiFePO4 batéria (anglicky)