المخطط جهد Lifepo4 12 فولت 24 فولت 48 فولتوجدول حالة شحن جهد LiFePO4يوفر نظرة شاملة لمستويات الجهد المقابلة لحالات الشحن المختلفةبطارية LiFePO4. يعد فهم مستويات الجهد هذه أمرًا بالغ الأهمية لمراقبة أداء البطارية وإدارته. من خلال الرجوع إلى هذا الجدول، يمكن للمستخدمين تقييم حالة شحن بطاريات LiFePO4 الخاصة بهم بدقة وتحسين استخدامها وفقًا لذلك.
ما هو LiFePO4؟
بطاريات LiFePO4، أو بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد، هي نوع من بطاريات الليثيوم أيون التي تتكون من أيونات الليثيوم مدمجة مع FePO4. وهي مماثلة في المظهر والحجم والوزن لبطاريات الرصاص الحمضية، ولكنها تختلف بشكل كبير في الأداء الكهربائي والسلامة. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من بطاريات الليثيوم أيون، توفر بطاريات LiFePO4 طاقة تفريغ أعلى، وكثافة طاقة أقل، واستقرارًا طويل المدى، ومعدلات شحن أعلى. هذه المزايا تجعلها نوع البطارية المفضل للسيارات الكهربائية والقوارب والطائرات بدون طيار والأدوات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية ومصادر الطاقة الاحتياطية نظرًا لعمر دورة الشحن الطويل واستقرارها الفائق في درجات الحرارة المرتفعة.
جدول حالة شحن الجهد Lifepo4
جدول حالة شحن الجهد Lifepo4
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 3.2 فولت (فولت) | جهد البطارية 12 فولت (فولت) | جهد البطارية 36 فولت (فولت) |
|---|---|---|---|
| 100% أوفلادونج | 3.65 فولت | 14.6 فولت | 43.8 فولت |
| 100% روهي | 3.4 فولت | 13.6 فولت | 40.8 فولت |
| 90% | 3.35 فولت | 13.4 فولت | 40.2 |
| 80% | 3.32 فولت | 13.28 فولت | 39.84 فولت |
| 70% | 3.3 فولت | 13.2 فولت | 39.6 فولت |
| 60% | 3.27 فولت | 13.08 فولت | 39.24 فولت |
| 50% | 3.26 فولت | 13.04 فولت | 39.12 فولت |
| 40% | 3.25 فولت | 13 فولت | 39 فولت |
| 30% | 3.22 فولت | 12.88 فولت | 38.64 فولت |
| 20% | 3.2 فولت | 12.8 فولت | 38.4 |
| 10% | 3V | 12 فولت | 36 فولت |
| 0% | 2.5 فولت | 10 فولت | 30 فولت |
Lifepo4 جدول حالة الجهد الكهربي 24 فولت
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 24 فولت (فولت) |
|---|---|
| 100% أوفلادونج | 29.2 فولت |
| 100% روهي | 27.2 فولت |
| 90% | 26.8 فولت |
| 80% | 26.56 فولت |
| 70% | 26.4 فولت |
| 60% | 26.16 فولت |
| 50% | 26.08 فولت |
| 40% | 26 فولت |
| 30% | 25.76 فولت |
| 20% | 25.6 فولت |
| 10% | 24 فولت |
| 0% | 20 فولت |
جدول حالة الجهد الكهربائي Lifepo4 48 فولت
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 48 فولت (فولت) |
|---|---|
| 100% أوفلادونج | 58.4 فولت |
| 100% روهي | 58.4 فولت |
| 90% | 53.6 |
| 80% | 53.12 فولت |
| 70% | 52.8 فولت |
| 60% | 52.32 فولت |
| 50% | 52.16 |
| 40% | 52 فولت |
| 30% | 51.52 فولت |
| 20% | 51.2 فولت |
| 10% | 48 فولت |
| 0% | 40 فولت |
جدول حالة الجهد الكهربائي Lifepo4 72 فولت
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية (فولت) |
|---|---|
| 0% | 60 فولت - 63 فولت |
| 10% | 63 فولت - 65 فولت |
| 20% | 65 فولت - 67 فولت |
| 30% | 67 فولت - 69 فولت |
| 40% | 69 فولت - 71 فولت |
| 50% | 71 فولت - 73 فولت |
| 60% | 73 فولت - 75 فولت |
| 70% | 75 فولت - 77 فولت |
| 80% | 77 فولت - 79 فولت |
| 90% | 79 فولت - 81 فولت |
| 100% | 81 فولت - 83 فولت |
مخطط جهد LiFePO4 (3.2 فولت، 12 فولت، 24 فولت، 48 فولت)
3.2 فولت Lifepo4 مخطط الجهد
مخطط جهد Lifepo4 12 فولت
مخطط جهد Lifepo4 24 فولت
36 فولت مخطط الجهد Lifepo4
48V Lifepo4 مخطط الجهد
شحن وتفريغ بطارية LiFePO4
يوفر مخطط جهد بطارية LiFePO4 وحالة الشحن (SoC) فهمًا شاملاً لكيفية اختلاف جهد بطارية LiFePO4 مع حالة الشحن الخاصة بها. تمثل شركة SoC النسبة المئوية للطاقة المتوفرة المخزنة في البطارية مقارنة بسعتها القصوى. يعد فهم هذه العلاقة أمرًا بالغ الأهمية لمراقبة أداء البطارية وضمان التشغيل الأمثل في التطبيقات المختلفة.
| حالة الشحن (SoC) | جهد بطارية LiFePO4 (V) |
|---|---|
| 0% | 2.5 فولت - 3.0 فولت |
| 10% | 3.0 فولت - 3.2 فولت |
| 20% | 3.2 فولت - 3.4 فولت |
| 30% | 3.4 فولت - 3.6 فولت |
| 40% | 3.6 فولت - 3.8 فولت |
| 50% | 3.8 فولت - 4.0 فولت |
| 60% | 4.0 فولت - 4.2 فولت |
| 70% | 4.2 فولت - 4.4 فولت |
| 80% | 4.4 فولت - 4.6 فولت |
| 90% | 4.6 فولت - 4.8 فولت |
| 100% | 4.8 فولت - 5.0 فولت |
يمكن تحديد حالة شحن البطارية (SoC) من خلال طرق مختلفة، بما في ذلك تقييم الجهد، وعد الكولوم، وتحليل الجاذبية النوعية.
تقييم الجهد:يشير الجهد العالي للبطارية عادةً إلى بطارية ممتلئة. للحصول على قراءات دقيقة، من الضروري ترك البطارية ترتاح لمدة أربع ساعات على الأقل قبل القياس. توصي بعض الشركات المصنعة بفترات راحة أطول، تصل إلى 24 ساعة، لضمان الحصول على نتائج دقيقة.
عد الكولوم:تقيس هذه الطريقة تدفق التيار داخل وخارج البطارية، ويتم قياسه بالأمبير-ثانية (As). من خلال تتبع معدلات شحن وتفريغ البطارية، يوفر حساب الكولوم تقييمًا دقيقًا لـ SoC.
تحليل الجاذبية النوعية:يتطلب قياس شركة نفط الجنوب باستخدام الثقل النوعي مقياس كثافة السوائل. يراقب هذا الجهاز كثافة السائل بناءً على الطفو، ويقدم نظرة ثاقبة لحالة البطارية.
لإطالة عمر بطارية LiFePO4، من الضروري شحنها بشكل صحيح. يحتوي كل نوع من أنواع البطاريات على عتبة جهد محددة لتحقيق أقصى قدر من الأداء وتحسين صحة البطارية. يمكن أن يؤدي الرجوع إلى مخطط SoC إلى توجيه جهود إعادة الشحن. على سبيل المثال، يتوافق مستوى شحن بطارية 24 فولت بنسبة 90% مع 26.8 فولت تقريبًا.
يوضح منحنى حالة الشحن كيف يتغير جهد البطارية ذات الخلية الواحدة مع مرور وقت الشحن. يوفر هذا المنحنى رؤى قيمة حول سلوك شحن البطارية، مما يساعد في تحسين استراتيجيات الشحن لإطالة عمر البطارية.
منحنى حالة شحن بطارية Lifepo4 @ 1C 25C
الجهد الكهربي: يشير الجهد الاسمي الأعلى إلى حالة بطارية مشحونة أكثر. على سبيل المثال، إذا وصلت بطارية LiFePO4 ذات الجهد الاسمي 3.2 فولت إلى جهد 3.65 فولت، فهذا يشير إلى بطارية مشحونة للغاية.
عداد كولوم: يقيس هذا الجهاز تدفق التيار داخل وخارج البطارية، ويقدر بوحدة الأمبير-ثانية (As)، لقياس معدل شحن وتفريغ البطارية.
الجاذبية النوعية: لتحديد حالة الشحن (SoC)، يلزم وجود مقياس كثافة السوائل. ويقيم كثافة السائل على أساس الطفو.
معلمات شحن بطارية LiFePO4
يتضمن شحن بطارية LiFePO4 معلمات جهد مختلفة، بما في ذلك الشحن، والتعويم، والحد الأقصى/الحد الأدنى، والجهد الاسمي. يوجد أدناه جدول يوضح تفاصيل معلمات الشحن هذه عبر مستويات الجهد المختلفة: 3.2 فولت، 12 فولت، 24 فولت، 48 فولت، 72 فولت
| الجهد (الخامس) | نطاق جهد الشحن | تعويم نطاق الجهد | الجهد الأقصى | الحد الأدنى من الجهد | الجهد الاسمي |
|---|---|---|---|---|---|
| 3.2 فولت | 3.6 فولت - 3.8 فولت | 3.4 فولت - 3.6 فولت | 4.0 فولت | 2.5 فولت | 3.2 فولت |
| 12 فولت | 14.4 فولت - 14.6 فولت | 13.6 فولت - 13.8 فولت | 15.0 فولت | 10.0 فولت | 12 فولت |
| 24 فولت | 28.8 فولت - 29.2 فولت | 27.2 فولت - 27.6 فولت | 30.0 فولت | 20.0 فولت | 24 فولت |
| 48 فولت | 57.6 فولت - 58.4 فولت | 54.4 فولت - 55.2 فولت | 60.0 فولت | 40.0 فولت | 48 فولت |
| 72 فولت | 86.4 فولت - 87.6 فولت | 81.6 فولت - 82.8 فولت | 90.0 فولت | 60.0 فولت | 72 فولت |
بطارية Lifepo4 السائبة تعويم تعادل الجهد
أنواع الجهد الأساسية الثلاثة التي يتم مواجهتها بشكل شائع هي السائبة والتعويم والمساواة.
الجهد السائب:يسهل مستوى الجهد هذا الشحن السريع للبطارية، والذي يتم ملاحظته عادةً أثناء مرحلة الشحن الأولية عندما تكون البطارية فارغة تمامًا. بالنسبة لبطارية LiFePO4 بقدرة 12 فولت، يكون الجهد الإجمالي 14.6 فولت.
تعويم الجهد:يعمل عند مستوى أقل من الجهد السائب، ويستمر هذا الجهد بمجرد وصول البطارية إلى الشحن الكامل. بالنسبة لبطارية LiFePO4 بقدرة 12 فولت، يكون الجهد العائم 13.5 فولت.
معادلة الجهد:تعد المعادلة عملية حاسمة للحفاظ على سعة البطارية، وتتطلب تنفيذًا دوريًا. الجهد المعادل لبطارية LiFePO4 12 فولت هو 14.6 فولت.
| الجهد (الخامس) | 3.2 فولت | 12 فولت | 24 فولت | 48 فولت | 72 فولت |
|---|---|---|---|---|---|
| حجم كبير | 3.65 | 14.6 | 29.2 | 58.4 | 87.6 |
| يطفو | 3.375 | 13.5 | 27.0 | 54.0 | 81.0 |
| معادلة | 3.65 | 14.6 | 29.2 | 58.4 | 87.6 |
12 فولت Lifepo4 منحنى تفريغ البطارية الحالي 0.2C 0.3C 0.5C 1C 2C
يحدث تفريغ البطارية عندما يتم سحب الطاقة من البطارية لشحن الأجهزة. يوضح منحنى التفريغ بيانياً العلاقة بين الجهد وزمن التفريغ.
ستجد أدناه منحنى التفريغ لبطارية LiFePO4 بقدرة 12 فولت بمعدلات تفريغ مختلفة.
العوامل المؤثرة على حالة شحن البطارية
| عامل | وصف | مصدر |
|---|---|---|
| درجة حرارة البطارية | تعد درجة حرارة البطارية أحد العوامل المهمة التي تؤثر على SOC. تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع التفاعلات الكيميائية الداخلية في البطارية، مما يؤدي إلى زيادة فقدان سعة البطارية وتقليل كفاءة الشحن. | وزارة الطاقة الأمريكية |
| مادة البطارية | تتميز مواد البطاريات المختلفة بخصائص كيميائية وهياكل داخلية مختلفة، مما يؤثر على خصائص الشحن والتفريغ، وبالتالي على SOC. | جامعة البطارية |
| تطبيق البطارية | تخضع البطاريات لأوضاع شحن وتفريغ مختلفة في سيناريوهات واستخدامات تطبيقية مختلفة، مما يؤثر بشكل مباشر على مستويات SOC الخاصة بها. على سبيل المثال، تتمتع السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة بأنماط مختلفة لاستخدام البطاريات، مما يؤدي إلى مستويات مختلفة من SOC. | جامعة البطارية |
| صيانة البطارية | تؤدي الصيانة غير السليمة إلى انخفاض سعة البطارية وعدم استقرار SOC. تتضمن الصيانة غير الصحيحة النموذجية الشحن غير المناسب وفترات عدم النشاط الطويلة وفحوصات الصيانة غير المنتظمة. | وزارة الطاقة الأمريكية |
نطاق سعة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (Lifepo4).
| سعة البطارية (آه) | التطبيقات النموذجية | تفاصيل إضافية |
|---|---|---|
| 10 آه | الإلكترونيات المحمولة، الأجهزة الصغيرة الحجم | مناسب للأجهزة مثل أجهزة الشحن المحمولة ومصابيح LED والأدوات الإلكترونية الصغيرة. |
| 20 آه | دراجات كهربائية، أجهزة أمنية | مثالية لتشغيل الدراجات الكهربائية والكاميرات الأمنية وأنظمة الطاقة المتجددة صغيرة الحجم. |
| 50 آه | أنظمة تخزين الطاقة الشمسية، الأجهزة الصغيرة | يشيع استخدامها في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة، والطاقة الاحتياطية للأجهزة المنزلية مثل الثلاجات، ومشاريع الطاقة المتجددة الصغيرة الحجم. |
| 100ah | بنوك بطاريات المركبات الترفيهية، والبطاريات البحرية، والطاقة الاحتياطية للأجهزة المنزلية | مناسب لتشغيل المركبات الترفيهية (RVs) والقوارب وتوفير الطاقة الاحتياطية للأجهزة المنزلية الأساسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو في المواقع خارج الشبكة. |
| 150 أمبير | أنظمة تخزين الطاقة للمنازل الصغيرة أو الكبائن، أنظمة الطاقة الاحتياطية متوسطة الحجم | مصممة للاستخدام في المنازل أو الكبائن الصغيرة خارج الشبكة، بالإضافة إلى أنظمة الطاقة الاحتياطية متوسطة الحجم للمواقع النائية أو كمصدر طاقة ثانوي للعقارات السكنية. |
| 200ah | أنظمة تخزين الطاقة واسعة النطاق، والمركبات الكهربائية، والطاقة الاحتياطية للمباني أو المرافق التجارية | مثالي لمشاريع تخزين الطاقة واسعة النطاق، وتشغيل المركبات الكهربائية (EV)، وتوفير الطاقة الاحتياطية للمباني التجارية أو مراكز البيانات أو المرافق الحيوية. |
العوامل الخمسة الرئيسية التي تؤثر على عمر بطاريات LiFePO4.
| عامل | وصف | مصدر البيانات |
|---|---|---|
| الشحن الزائد/التفريغ الزائد | يمكن أن يؤدي الشحن الزائد أو التفريغ الزائد إلى إتلاف بطاريات LiFePO4، مما يؤدي إلى تدهور السعة وانخفاض العمر الافتراضي. قد يتسبب الشحن الزائد في حدوث تغييرات في تركيبة المحلول في الإلكتروليت، مما يؤدي إلى توليد الغاز والحرارة، مما يؤدي إلى انتفاخ البطارية وتلفها الداخلي. | جامعة البطارية |
| عدد دورات الشحن/التفريغ | تعمل دورات الشحن/التفريغ المتكررة على تسريع شيخوخة البطارية، مما يقلل من عمرها الافتراضي. | وزارة الطاقة الأمريكية |
| درجة حرارة | تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع شيخوخة البطارية، مما يقلل من عمرها الافتراضي. في درجات الحرارة المنخفضة، يتأثر أداء البطارية أيضًا، مما يؤدي إلى انخفاض سعة البطارية. | جامعة البطارية. وزارة الطاقة الأمريكية |
| معدل الشحن | قد تؤدي معدلات الشحن المفرطة إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية، مما يؤدي إلى إتلاف المنحل بالكهرباء وتقليل عمر البطارية. | جامعة البطارية. وزارة الطاقة الأمريكية |
| عمق التفريغ | عمق التفريغ المفرط له تأثير ضار على بطاريات LiFePO4، مما يقلل من عمر دورتها. | جامعة البطارية |
الأفكار النهائية
في حين أن بطاريات LiFePO4 قد لا تكون الخيار الأقل تكلفة في البداية، إلا أنها توفر أفضل قيمة على المدى الطويل. يتيح استخدام مخطط جهد LiFePO4 إمكانية مراقبة حالة شحن البطارية (SoC) بسهولة.
وقت النشر: 10 مارس 2024