إن مخطط جهد لايف بو4 12 فولت 24 فولت 48 فولت و جدول حالة شحن LiFeFePO4 للجهد الكهربي نظرة عامة شاملة لمستويات الجهد المقابلة لحالات الشحن المختلفة لـ بطارية LiFePO4. إن فهم مستويات الجهد هذه أمر بالغ الأهمية لمراقبة أداء البطارية وإدارتها. بالرجوع إلى هذا الجدول، يمكن للمستخدمين تقييم حالة شحن بطاريات LiFePO4 بدقة وتحسين استخدامها وفقًا لذلك.
ما هو LiFePO4؟
إن بطاريات LiFePO4 أو بطاريات فوسفات حديد الليثيوم هي نوع من بطاريات أيونات الليثيوم أيون المكونة من أيونات الليثيوم مع FePO4. وهي تتشابه في المظهر والحجم والوزن مع بطاريات الرصاص الحمضية، ولكنها تختلف بشكل كبير في الأداء الكهربائي والسلامة. مقارنةً بالأنواع الأخرى من بطاريات الليثيوم أيون، توفر بطاريات LiFePO4 قدرة تفريغ أعلى، وكثافة طاقة أقل، واستقراراً طويل الأمد، ومعدلات شحن أعلى. هذه المزايا تجعلها النوع المفضل من البطاريات للمركبات الكهربائية والقوارب والطائرات بدون طيار والأدوات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تُستخدم في أنظمة تخزين الطاقة الشمسية ومصادر الطاقة الاحتياطية نظراً لعمر دورة شحنها الطويل وثباتها الفائق في درجات الحرارة العالية.
جدول حالة شحن الجهد الكهربي لجدول لايف بو4
جدول حالة شحن الجهد الكهربي لجدول لايف بو4
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 3.2 فولت (V) | جهد البطارية 12 فولت (V) | جهد البطارية 36 فولت (V) |
|---|---|---|---|
| 100 % Aufladung % Aufladung | 3.65V | 14.6V | 43.8V |
| 100 % روهي % | 3.4V | 13.6V | 40.8V |
| 90% | 3.35V | 13.4V | 40.2 |
| 80% | 3.32V | 13.28V | 39.84V |
| 70% | 3.3V | 13.2V | 39.6V |
| 60% | 3.27V | 13.08V | 39.24V |
| 50% | 3.26V | 13.04V | 39.12V |
| 40% | 3.25V | 13V | 39V |
| 30% | 3.22V | 12.88V | 38.64V |
| 20% | 3.2V | 12.8V | 38.4 |
| 10% | 3V | 12V | 36V |
| 0% | 2.5V | 10V | 30V |
جدول حالة الجهد الكهربي لجدول الشحن 24 فولت
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 24 فولت (V) |
|---|---|
| 100 % Aufladung % Aufladung | 29.2V |
| 100 % روهي % | 27.2V |
| 90% | 26.8V |
| 80% | 26.56V |
| 70% | 26.4V |
| 60% | 26.16V |
| 50% | 26.08V |
| 40% | 26V |
| 30% | 25.76V |
| 20% | 25.6V |
| 10% | 24V |
| 0% | 20V |
جدول حالة الجهد الكهربي لجدول شحن لايف بو4 48 فولت
| حالة الشحن (SOC) | جهد البطارية 48 فولت (V) |
|---|---|
| 100 % Aufladung % Aufladung | 58.4V |
| 100 % روهي % | 58.4V |
| 90% | 53.6 |
| 80% | 53.12V |
| 70% | 52.8V |
| 60% | 52.32V |
| 50% | 52.16 |
| 40% | 52V |
| 30% | 51.52V |
| 20% | 51.2V |
| 10% | 48V |
| 0% | 40V |
جدول حالة الجهد الكهربي لجدول شحن لايف بوو 4 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)
مخطط الجهد الكهربائي 3.2 فولت لايف بوو 4
مخطط جهد 12 فولت لايف بوو 4
مخطط الجهد 24 فولت لايف بوو 4
مخطط الجهد 36 فولت لايف بوو 4
مخطط الجهد 48 فولت لايف بوو 4
شحن بطارية LiFePO4 وتفريغها
يوفر مخطط حالة الشحن (SoC) ومخطط جهد بطارية LiFePO4 فهماً شاملاً لكيفية اختلاف جهد بطارية LiFePO4 مع حالة شحنها. يمثل SoC النسبة المئوية للطاقة المتاحة المخزنة في البطارية بالنسبة إلى سعتها القصوى. إن فهم هذه العلاقة أمر بالغ الأهمية لمراقبة أداء البطارية وضمان التشغيل الأمثل في مختلف التطبيقات.
| 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 تحقيق تحديد حالة شحن البطارية (SoC) من خلال طرق مختلفة، بما في ذلك تقييم الجهد، وعدّ الكولوم، وتحليل الجاذبية النوعية.
تقييم الجهد: يشير الجهد العالي للبطارية عادةً إلى أن البطارية ممتلئة أكثر. 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 الكولومب تقيس هذه الطريقة تدفق التيار إلى داخل البطارية وخارجها، مقيسًا بالأمبير-ثانية (As). من خلال تتبع معدلات شحن البطارية وتفريغها، يوفر عد الكولوم تقييماً دقيقاً للتكيف مع التيار.
تحليل الجاذبية النوعية: ويتطلب قياس الجاذبية النوعية باستخدام مقياس الجاذبية النوعية مقياسًا للماء. يراقب هذا الجهاز كثافة السائل استنادًا إلى الطفو مما يوفر نظرة ثاقبة لحالة البطارية.
لإطالة العمر الافتراضي لبطارية LiFePO4 من الضروري شحنها بشكل صحيح. لكل نوع بطارية عتبة جهد محددة لتحقيق أقصى قدر من الأداء وتعزيز صحة البطارية. يمكن للرجوع إلى مخطط SoC توجيه جهود إعادة الشحن. على سبيل المثال، يتوافق مستوى شحن بطارية بجهد 24 فولت 90% مع 26.8 فولت تقريباً.
يوضح منحنى حالة الشحن كيف يختلف جهد البطارية ذات الخلية الواحدة مع مرور وقت الشحن. يوفر هذا المنحنى رؤى قيّمة حول سلوك شحن البطارية، مما يساعد في تحسين استراتيجيات الشحن لإطالة عمر البطارية.
منحنى حالة شحن بطارية Lifepo4 عند 1C 25C
الجهد: يشير الجهد الاسمي الأعلى إلى حالة بطارية مشحونة بشكل أكبر. على سبيل المثال، إذا وصلت بطارية LiFeFePO4 بجهد اسمي 3.2 فولت إلى جهد 3.65 فولت، فهذا يشير إلى بطارية مشحونة بشكل كبير.
عداد كولوم: يقيس هذا الجهاز تدفق التيار إلى البطارية وخروجه منها، مقيساً بالأمبير-ثانية لقياس معدل شحن البطارية وتفريغها.
الجاذبية النوعية: لتحديد حالة الجاذبية النوعية (SoC)، يلزم استخدام مقياس الثقل النوعي. يقوم بتقييم كثافة السائل بناءً على الطفو.
معلمات شحن بطارية LiFePO4 LiFePO4
يتضمن شحن بطارية LiFePO4 معلمات جهد مختلفة، بما في ذلك معلمات الجهد، بما في ذلك الشحن، والتعويم، والحد الأقصى/الأدنى، والجهد الاسمي. فيما يلي جدول يوضح بالتفصيل معلمات الشحن هذه عبر مستويات الجهد المختلفة: 3.2 فولت، 12 فولت، 24 فولت، 48 فولت، 72 فولت
| الجهد (فولت) | نطاق جهد الشحن | نطاق الجهد العائم | الفولتية القصوى | الحد الأدنى للجهد | الجهد الاسمي |
|---|---|---|---|---|---|
| 3.2V | 3.6 فولت - 3.8 فولت | 3.4 فولت - 3.6 فولت | 4.0V | 2.5V | 3.2V |
| 12V | 14.4 فولت - 14.6 فولت | 13.6 فولت - 13.8 فولت | 15.0V | 10.0V | 12V |
| 24V | 28.8 فولت - 29.2 فولت | 27.2 فولت - 27.6 فولت | 30.0V | 20.0V | 24V |
| 48V | 57.6 فولت - 58.4 فولت | 54.4 فولت - 55.2 فولت | 60.0V | 40.0V | 48V |
| 72V | 86.4 فولت - 87.6 فولت | 81.6 فولت - 82.8 فولت | 90.0V | 60.0V | 72V |
معادلة الجهد العائم للبطارية العائمة السائبة في بطارية Lifepo4
أنواع الجهد الأساسي الثلاثة الشائعة هي الجهد السائب والعائم والمعادل.
الجهد السائب: يسهّل مستوى الجهد هذا الشحن السريع للبطارية، وعادةً ما يتم ملاحظته خلال مرحلة الشحن الأولية عندما تكون البطارية مفرغة بالكامل. بالنسبة لبطارية LiFeFePO4 بجهد 12 فولت، يكون الجهد الكلي 14.6 فولت.
الجهد العائم: يعمل هذا الجهد عند مستوى أقل من الجهد السائب، ويتم الحفاظ على هذا الجهد بمجرد وصول البطارية إلى الشحن الكامل. بالنسبة لبطارية LiFeFePO4 بجهد 12 فولت، يكون جهد الطفو 13.5 فولت.
معادلة الجهد: المعادلة هي عملية حاسمة للحفاظ على سعة البطارية، وتتطلب تنفيذًا دوريًا. الجهد المعادل لبطارية LiFeFePO4 بجهد 12 فولت هو 14.6 فولت.
| الجهد (فولت) | 3.2V | 12V | 24V | 48V | 72V |
|---|---|---|---|---|---|
| بالجملة | 3.65 | 14.6 | 29.2 | 58.4 | 87.6 |
| تعويم | 3.375 | 13.5 | 27.0 | 54.0 | 81.0 |
| معادلة | 3.65 | 14.6 | 29.2 | 58.4 | 87.6 |
منحنى تيار تفريغ البطارية 12 فولت Lifepo4 0.2C 0.3C 0.5C 1C 2C
يحدث تفريغ البطارية عندما يتم سحب الطاقة من البطارية لشحن الأجهزة. ويوضح منحنى التفريغ بيانياً العلاقة بين الجهد ووقت التفريغ، ستجد أدناه منحنى التفريغ لبطارية LiFePO4 بجهد 12 فولت بمعدلات تفريغ مختلفة.
العوامل المؤثرة على حالة شحن البطارية
| العامل | الوصف | المصدر |
|---|---|---|
| درجة حرارة البطارية | تعد درجة حرارة البطارية أحد العوامل المهمة التي تؤثر على SOC. حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع التفاعلات الكيميائية الداخلية في البطارية، مما يؤدي إلى زيادة فقدان البطارية لسعتها وانخفاض كفاءة الشحن. | وزارة الطاقة الأمريكية |
| مادة البطارية | تتميز المواد المختلفة للبطاريات بخصائص كيميائية وهياكل داخلية مختلفة، مما يؤثر على خصائص الشحن والتفريغ، وبالتالي على SOC. | جامعة باتري |
| تطبيق البطارية | وتخضع البطاريات لأنماط شحن وتفريغ مختلفة في سيناريوهات التطبيقات والاستخدامات المختلفة، مما يؤثر بشكل مباشر على مستويات SOC الخاصة بها. على سبيل المثال، للمركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة أنماط استخدام مختلفة للبطارية، مما يؤدي إلى مستويات مختلفة من SOC. | جامعة باتري |
| صيانة البطارية | تؤدي الصيانة غير السليمة إلى انخفاض سعة البطارية وعدم استقرار SOC. تشمل الصيانة غير الصحيحة النموذجية الشحن غير السليم، وفترات عدم النشاط الطويلة، وفحوصات الصيانة غير المنتظمة. | وزارة الطاقة الأمريكية |
نطاق سعة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (Lifepo4)
| سعة البطارية (آه) | التطبيقات النموذجية | تفاصيل إضافية |
|---|---|---|
| 10ح | أجهزة إلكترونية محمولة، أجهزة صغيرة الحجم | مناسبة لأجهزة مثل الشواحن المحمولة ومصابيح LED الكاشفة والأدوات الإلكترونية الصغيرة. |
| 20ح | الدراجات الكهربائية، وأجهزة الأمان | مثالية لتشغيل الدراجات الكهربائية والكاميرات الأمنية وأنظمة الطاقة المتجددة صغيرة الحجم. |
| 50ah | أنظمة تخزين الطاقة الشمسية والأجهزة الصغيرة | تُستخدم عادةً في أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة، والطاقة الاحتياطية للأجهزة المنزلية مثل الثلاجات، ومشاريع الطاقة المتجددة صغيرة النطاق. |
| 100 أمبير | بنوك بطاريات المقطورات الترفيهية، والبطاريات البحرية، والطاقة الاحتياطية للأجهزة المنزلية | مناسبة 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 الأكواخ وأنظمة الطاقة الاحتياطية متوسطة الحجم | مصممة للاستخدام في المنازل أو الأكواخ الصغيرة خارج الشبكة، بالإضافة إلى أنظمة الطاقة الاحتياطية متوسطة الحجم للمواقع النائية أو كمصدر طاقة ثانوي للعقارات السكنية. |
| 200ah | أنظمة تخزين الطاقة على نطاق واسع، والمركبات الكهربائية، والطاقة الاحتياطية للمباني أو المرافق التجارية | مثالية لمشاريع تخزين الطاقة على نطاق واسع، وتشغيل السيارات الكهربائية (EVs)، وتوفير الطاقة الاحتياطية للمباني التجارية أو مراكز البيانات أو المرافق الحيوية. |
العوامل الخمسة الرئيسية التي تؤثر على العمر الافتراضي لبطاريات LiFeFePO4.
| العامل | الوصف | مصدر البيانات |
|---|---|---|
| الشحن الزائد/إفراط في الشحن/إفراط في التفريغ | يمكن أن يؤدي الشحن الزائد أو التفريغ الزائد إلى تلف بطاريات LiFeFePO4 مما يؤدي إلى تدهور السعة وانخفاض العمر الافتراضي للبطارية. قد يتسبب الشحن الزائد في حدوث تغيرات في تركيبة المحلول في الإلكتروليت، مما يؤدي إلى توليد الغازات والحرارة، مما يؤدي إلى تورم البطارية وتلفها من الداخل. | جامعة باتري |
| عدد دورات الشحن/التفريغ | تؤدي دورات الشحن/التفريغ المتكررة إلى تسريع تقادم البطارية، مما يقلل من عمرها الافتراضي. | وزارة الطاقة الأمريكية |
| درجة الحرارة | تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع شيخوخة البطارية، مما يقلل من عمرها الافتراضي. وفي درجات الحرارة المنخفضة، يتأثر أداء البطارية أيضاً، مما يؤدي إلى انخفاض سعة البطارية. | جامعة باتري؛ وزارة الطاقة الأمريكية |
| معدل الشحن | قد تتسبب معدلات الشحن المفرطة في ارتفاع درجة حرارة البطارية، مما يؤدي إلى تلف الإلكتروليت وتقليل عمر البطارية. | جامعة باتري؛ وزارة الطاقة الأمريكية |
| عمق التفريغ | إن الإفراط في عمق التفريغ المفرط له تأثير ضار على بطاريات LiFeFePO4 مما يقلل من عمر دورتها. | جامعة باتري |
الأفكار النهائية
على الرغم من أن بطاريات LiFePO4 قد لا تكون الخيار الأقل تكلفة في البداية، إلا أنها توفر أفضل قيمة على المدى الطويل. يسمح استخدام مخطط الجهد LiFePO4 LiFePO4 بمراقبة سهلة لحالة شحن البطارية (SoC).
