بطاريات LiFePO4 هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي تستخدم فوسفات أيون الليثيوم (LFP) كمادة كاثود. توفر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالكيميائيات التقليدية التي تعتمد على حمض الرصاص أو النيكل، مثل تحسين السلامة وكثافة طاقة محددة أعلى وإخراج جهد أفضل. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي الشحن غير السليم إلى تلف البطارية وتقليل العمر الافتراضي وحتى حوادث تتعلق بالسلامة. في هذه المقالة، ستقدم Bely إرشادات حول الإجراءات المناسبة لشحن بطارية الليثيوم لتعزيز فهمك وضمان الاستخدام الأمثل للبطارية.
استخدم شاحنًا خاصًا بالليثيوم
يوفر استخدام شاحن خاص بالليثيوم طريقة فعالة وآمنة لشحن بطاريات LiFePO4، مع التحكم الدقيق في الجهد والتيار، وإنهاء الشحن تلقائيًا، وتكنولوجيا الموازنة، ومراقبة درجة الحرارة، والتوافق مع أنظمة BMS. تساعد هذه الميزات في الحفاظ على أداء البطارية وإطالة عمرها الإجمالي، مما يجعل أجهزة الشحن هذه موصى بها بشدة لشحن بطارية LiFePO4.
يمكن لشواحن بطاريات الليثيوم أن تتصرف بعدة طرق مختلفة أثناء عملية الشحن. أولاً، يمكن للشاحن زيادة جهده بشكل ثابت من أجل الحفاظ على تدفق التيار ثابتًا. هذه هي المرحلة الأولى من عملية الشحن، والتي تسمى عادةً مرحلة الشحن المجمع. خلال هذه المرحلة، يقوم الشاحن بضبط الجهد المطبق لتوصيل الحد الأقصى للتيار إلى البطارية.
بمجرد الوصول إلى الجهد السائب، يدخل الشاحن في مرحلة ثانية تسمى مرحلة شحن الامتصاص. أثناء الامتصاص، يطبق الشاحن جهدًا ثابتًا يسمى جهد الامتصاص. عندما يقترب جهد الدائرة المفتوحة للبطارية من جهد الامتصاص، يتناقص تدفق التيار بشكل مطرد إلى الصفر. عند هذه النقطة، تكون البطارية مشحونة بالكامل.
تهمة التيار المستمر (CC).
تيار شحن مستمر، الجهد يتزايد بشكل مستمر أثناء الشحن، ليصل إلى الحد الأقصى. الجهد (14.6 فولت). يمكن أن يختلف تيار الشحن الموصى به لبطارية LiFePO4 (فوسفات الحديد الليثيوم) وفقًا لحجم البطارية والتطبيق المحدد. يوصى بإبقاء تيار شحن بطاريات LiFePO4 أقل من 0.5 درجة مئوية، لأن ارتفاع درجة الحرارة بسبب الشحن السريع يمكن أن يسبب تأثيرًا سلبيًا على البطارية. على الرغم من أن الحد الحالي لبطاريتك هو 1C أو أعلى.
تهمة الجهد المستمر (CV).
الجهد المستمر، يتناقص التيار ببطء إلى أقل من 0.05 درجة مئوية. يوصى بأن يكون جهد شحن بطارية LiFePO4 من 14 فولت إلى 14.6 فولت عند 25 درجة مئوية، مما يعني 3.5 فولت إلى 3.65 فولت لكل خلية. أفضل جهد شحن موصى به هو 14.4 فولت، وهو 3.6 فولت لكل خلية. بالمقارنة مع 3.65 فولت لكل خلية، لم يتم تقليل سوى القليل من السعة، ولكن سيكون لديك عدد أكبر بكثير من الدورات.
يمكن أن تشير حالة شحن البطارية (SOC) إلى السعة المتبقية التي يمكن تفريغها على السعة الإجمالية لحزمة البطارية. عندما يتم شحن البطارية، يزداد الجهد. كلما زاد جهد البطارية، كلما كانت البطارية ممتلئة. للحصول على نتائج دقيقة، يجب عليك إبقاء البطارية في وضع الراحة لمدة أربع ساعات على الأقل قبل القياس.
| سوك (100 | الجهد (الخامس) |
| 100 | 3.60-3.65 |
| 90 | 3.50-3.55 |
| 80 | 3.45-3.50 |
| 70 | 3.40-3.45 |
| 60 | 3.35-3.40 |
| 50 | 3.30-3.35 |
| 40 | 3.25-3.30 |
| 30 | 3.20-3.25 |
| 20 | 3.10-3.20 |
| 10 | 2.90-3.00 |
| 0 | 2.00-2.50 |
درجة حرارة الشحن
يتراوح نطاق درجة حرارة الشحن لبطاريات LiFePO4 من 0 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية. لا يُنصح بشحن أقل من 0 درجة مئوية نظريًا. ومع ذلك، الشحن تحت 0 درجة مئوية سيؤدي إلى تبلور أيونات الليثيوم، وبالتالي تقليل القدرة الفعالة.
تحتوي بطاريات Bely على نوع متقدم من بطاريات LiFePO4 ذات درجة الحرارة المنخفضة المدمجة مع أفلام تسخين قوية بأعلى فعالية وكفاءة ممكنة والتي يمكن شحنها عند حوالي -30 درجة مئوية. يتحكم BMS في تسخين البطارية داخليًا إلى 5-10 درجة مئوية، مما يسمح للبطارية بالشحن. يتم تنشيط نظام التسخين تلقائيًا بمجرد محاولة الشحن بدرجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية، ويتم إلغاء تنشيطه تلقائيًا عندما لا تكون هناك حاجة إليه.
شحن بطاريات LiFePO4 بالتوازي
يوصى بشحن كل بطارية على حدة قبل إجراء التوصيل الموازي. بعد الشحن، استخدم مقياس الفولتميتر للتحقق من الجهد الكهربي لكل بطارية بعد بضع ساعات والتأكد من أنها في حدود 50 مللي فولت (0.05 فولت) من بعضها البعض قبل التوازي. يساعد هذا الإجراء على تقليل فرصة حدوث أي خلل في التوازن بين البطاريات، مما يعزز أداء النظام.
شحن بطاريات LiFePO4 على التوالي
عند شحن بطاريات LiFePO4 بشكل متسلسل، من الضروري موازنة الفولتية عبر كل بطارية أثناء عملية الشحن لمنع الاختلالات التي قد تؤدي إلى انخفاض الأداء وقصر العمر الافتراضي. يُنصح بشحن كل بطارية على حدة والتحقق من الجهد الكهربي للتأكد من أنها ضمن مسافة 50 مللي فولت (0.05 فولت) من بعضها البعض قبل إجراء التوصيلات المتسلسلة. تأكد من أن وحدة التحكم في الشحن مزودة بإمكانيات موازنة الخلايا أو استخدم موازن خلايا منفصل لضمان حصول كل بطارية على كمية متساوية من الشحن.
شحن بطاريات LiFePO4 باستخدام الألواح الشمسية
أصبح شحن بطاريات LiFePO4 بالطاقة الشمسية شائعًا بشكل متزايد نظرًا لفوائده البيئية والاقتصادية. ومع ذلك، لا يُنصح بشحن البطارية مباشرة باستخدام الألواح الشمسية، لأن جهد الخرج والتيار للألواح الشمسية سيختلفان اعتمادًا على شدة وزاوية ضوء الشمس، مما قد يتجاوز نطاق شحن بطاريات LiFePO4، مما يؤدي إلى الشحن الزائد أو الشحن الزائد، مما يؤثر على أداء وعمر البطاريات. لذلك، لاستخدام اللوحة الشمسية بأمان لشحن بطارية LiFePO4، ستحتاج إلى إضافة وحدة تحكم بالشحن بين اللوحة الشمسية والبطارية. فيما يلي نظرة عامة على كيفية شحن بطارية LiFePO4 باستخدام الألواح الشمسية.
1. اختر لوحة شمسية متوافقة: الخطوة الأولى هي اختيار لوحة شمسية متوافقة مع متطلبات الجهد والسعة لبطارية LiFePO4. تحقق من مواصفات الشركة المصنعة للتأكد من أن اللوحة الشمسية توفر الجهد والتيار اللازمين لشحن البطارية.
2. قم بتوصيل وحدة التحكم في الشحن ببطارية LiFePO4: بعد توصيل اللوحة الشمسية بوحدة التحكم في الشحن، قم بتوصيل وحدة التحكم في الشحن ببطارية LiFePO4. تأكد من أن الاتصالات آمنة واتبع تعليمات الشركة المصنعة بعناية.
3. قم بتوصيل اللوحة الشمسية بجهاز التحكم في الشحن: لتنظيم عملية الشحن، تحتاج إلى توصيل اللوحة الشمسية بجهاز التحكم في الشحن. سوف تمنع وحدة التحكم بالشحن الشحن الزائد وتتحكم في معدل الشحن لضمان الشحن الآمن والفعال.
4. مراقبة عملية الشحن: أثناء عملية الشحن، قم بمراقبة جهد البطارية ومعدل الشحن ودرجة الحرارة بانتظام. إذا ارتفعت درجة الحرارة فوق المستوى الموصى به، فقم بتقليل معدل الشحن أو إيقاف عملية الشحن مؤقتًا لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
5. افصل اللوحة الشمسية: بمجرد شحن البطارية بالكامل، افصل اللوحة الشمسية عن وحدة التحكم في الشحن لمنع الشحن الزائد الذي قد يؤدي إلى تلف البطارية.
شحن بطاريات LiFePO4 باستخدام المولد
عندما تجد نفسك في موقف يكون فيه الوصول إلى الكهرباء محدودًا، كما هو الحال أثناء الأنشطة الخارجية أو في الأماكن النائية، يمكن أن تكون المولدات بمثابة حل ممتاز لشحن بطاريات LiFePO4. ومع ذلك، فمن الضروري ضمان التوافق بين جهد الشحن والتيار الخاص بالمولد ومواصفات بطارية LiFePO4 الخاصة بك. إذا كان المولد يدعم إخراج التيار المستمر، يصبح من الضروري دمج شاحن تيار مستمر إلى تيار مستمر بين البطارية والمولد.
خاتمة
يعد الشحن المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان الأداء الأمثل وإطالة عمر بطاريات LiFePO4. من خلال اتباع تقنيات الشحن الموصى بها، ومراقبة تقدم الشحن، واستخدام شواحن خاصة أو قابلة للتعديل من أيونات الليثيوم، يمكنك تحقيق أقصى قدر من فوائد بطاريات LiFePO4. تذكر تجنب الشحن الزائد، والحفاظ على حالة الشحن الجزئي عند تخزين البطارية، ومراجعة تعليمات الشركة المصنعة للحصول على توصيات الشحن. مع أفضل الممارسات هذه، يمكنك الاستمتاع بالأداء الفائق وطول عمر بطاريات LiFePO4 لسنوات قادمة.
بطاريات LiFePO4 هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي تستخدم فوسفات أيون الليثيوم (LFP) كمادة كاثود. توفر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالكيميائيات التقليدية التي تعتمد على حمض الرصاص أو النيكل، مثل تحسين السلامة وكثافة طاقة محددة أعلى وإخراج جهد أفضل. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي الشحن غير السليم إلى تلف البطارية وتقليل العمر الافتراضي وحتى حوادث تتعلق بالسلامة. في هذه المقالة، ستقدم Bely إرشادات حول الإجراءات المناسبة لشحن بطارية الليثيوم لتعزيز فهمك وضمان الاستخدام الأمثل للبطارية.
استخدم شاحنًا خاصًا بالليثيوم
يوفر استخدام شاحن خاص بالليثيوم طريقة فعالة وآمنة لشحن بطاريات LiFePO4، مع التحكم الدقيق في الجهد والتيار، وإنهاء الشحن تلقائيًا، وتكنولوجيا الموازنة، ومراقبة درجة الحرارة، والتوافق مع أنظمة BMS. تساعد هذه الميزات في الحفاظ على أداء البطارية وإطالة عمرها الإجمالي، مما يجعل أجهزة الشحن هذه موصى بها بشدة لشحن بطارية LiFePO4.
يمكن لشواحن بطاريات الليثيوم أن تتصرف بعدة طرق مختلفة أثناء عملية الشحن. أولاً، يمكن للشاحن زيادة جهده بشكل ثابت من أجل الحفاظ على تدفق التيار ثابتًا. هذه هي المرحلة الأولى من عملية الشحن، والتي تسمى عادةً مرحلة الشحن المجمع. خلال هذه المرحلة، يقوم الشاحن بضبط الجهد المطبق لتوصيل الحد الأقصى للتيار إلى البطارية.
بمجرد الوصول إلى الجهد السائب، يدخل الشاحن في مرحلة ثانية تسمى مرحلة شحن الامتصاص. أثناء الامتصاص، يطبق الشاحن جهدًا ثابتًا يسمى جهد الامتصاص. عندما يقترب جهد الدائرة المفتوحة للبطارية من جهد الامتصاص، يتناقص تدفق التيار بشكل مطرد إلى الصفر. عند هذه النقطة، تكون البطارية مشحونة بالكامل.
تهمة التيار المستمر (CC).
تيار شحن مستمر، الجهد يتزايد بشكل مستمر أثناء الشحن، ليصل إلى الحد الأقصى. الجهد (14.6 فولت). يمكن أن يختلف تيار الشحن الموصى به لبطارية LiFePO4 (فوسفات الحديد الليثيوم) وفقًا لحجم البطارية والتطبيق المحدد. يوصى بإبقاء تيار شحن بطاريات LiFePO4 أقل من 0.5 درجة مئوية، لأن ارتفاع درجة الحرارة بسبب الشحن السريع يمكن أن يسبب تأثيرًا سلبيًا على البطارية. على الرغم من أن الحد الحالي لبطاريتك هو 1C أو أعلى.
تهمة الجهد المستمر (CV).
الجهد المستمر، يتناقص التيار ببطء إلى أقل من 0.05 درجة مئوية. يوصى بأن يكون جهد شحن بطارية LiFePO4 من 14 فولت إلى 14.6 فولت عند 25 درجة مئوية، مما يعني 3.5 فولت إلى 3.65 فولت لكل خلية. أفضل جهد شحن موصى به هو 14.4 فولت، وهو 3.6 فولت لكل خلية. بالمقارنة مع 3.65 فولت لكل خلية، لم يتم تقليل سوى القليل من السعة، ولكن سيكون لديك عدد أكبر بكثير من الدورات.
يمكن أن تشير حالة شحن البطارية (SOC) إلى السعة المتبقية التي يمكن تفريغها على السعة الإجمالية لحزمة البطارية. عندما يتم شحن البطارية، يزداد الجهد. كلما زاد جهد البطارية، كلما كانت البطارية ممتلئة. للحصول على نتائج دقيقة، يجب عليك إبقاء البطارية في وضع الراحة لمدة أربع ساعات على الأقل قبل القياس.
| سوك (100 | الجهد (الخامس) |
| 100 | 3.60-3.65 |
| 90 | 3.50-3.55 |
| 80 | 3.45-3.50 |
| 70 | 3.40-3.45 |
| 60 | 3.35-3.40 |
| 50 | 3.30-3.35 |
| 40 | 3.25-3.30 |
| 30 | 3.20-3.25 |
| 20 | 3.10-3.20 |
| 10 | 2.90-3.00 |
| 0 | 2.00-2.50 |
درجة حرارة الشحن
يتراوح نطاق درجة حرارة الشحن لبطاريات LiFePO4 من 0 درجة مئوية إلى 55 درجة مئوية. لا يُنصح بشحن أقل من 0 درجة مئوية نظريًا. ومع ذلك، الشحن تحت 0 درجة مئوية سيؤدي إلى تبلور أيونات الليثيوم، وبالتالي تقليل القدرة الفعالة.
تحتوي بطاريات Bely على نوع متقدم من بطاريات LiFePO4 ذات درجة الحرارة المنخفضة المدمجة مع أفلام تسخين قوية بأعلى فعالية وكفاءة ممكنة والتي يمكن شحنها عند حوالي -30 درجة مئوية. يتحكم BMS في تسخين البطارية داخليًا إلى 5-10 درجة مئوية، مما يسمح للبطارية بالشحن. يتم تنشيط نظام التسخين تلقائيًا بمجرد محاولة الشحن بدرجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية، ويتم إلغاء تنشيطه تلقائيًا عندما لا تكون هناك حاجة إليه.
شحن بطاريات LiFePO4 بالتوازي
يوصى بشحن كل بطارية على حدة قبل إجراء التوصيل الموازي. بعد الشحن، استخدم مقياس الفولتميتر للتحقق من الجهد الكهربي لكل بطارية بعد بضع ساعات والتأكد من أنها في حدود 50 مللي فولت (0.05 فولت) من بعضها البعض قبل التوازي. يساعد هذا الإجراء على تقليل فرصة حدوث أي خلل في التوازن بين البطاريات، مما يعزز أداء النظام.
شحن بطاريات LiFePO4 على التوالي
عند شحن بطاريات LiFePO4 بشكل متسلسل، من الضروري موازنة الفولتية عبر كل بطارية أثناء عملية الشحن لمنع الاختلالات التي قد تؤدي إلى انخفاض الأداء وقصر العمر الافتراضي. يُنصح بشحن كل بطارية على حدة والتحقق من الجهد الكهربي للتأكد من أنها ضمن مسافة 50 مللي فولت (0.05 فولت) من بعضها البعض قبل إجراء التوصيلات المتسلسلة. تأكد من أن وحدة التحكم في الشحن مزودة بإمكانيات موازنة الخلايا أو استخدم موازن خلايا منفصل لضمان حصول كل بطارية على كمية متساوية من الشحن.
شحن بطاريات LiFePO4 باستخدام الألواح الشمسية
أصبح شحن بطاريات LiFePO4 بالطاقة الشمسية شائعًا بشكل متزايد نظرًا لفوائده البيئية والاقتصادية. ومع ذلك، لا يُنصح بشحن البطارية مباشرة باستخدام الألواح الشمسية، لأن جهد الخرج والتيار للألواح الشمسية سيختلفان اعتمادًا على شدة وزاوية ضوء الشمس، مما قد يتجاوز نطاق شحن بطاريات LiFePO4، مما يؤدي إلى الشحن الزائد أو الشحن الزائد، مما يؤثر على أداء وعمر البطاريات. لذلك، لاستخدام اللوحة الشمسية بأمان لشحن بطارية LiFePO4، ستحتاج إلى إضافة وحدة تحكم بالشحن بين اللوحة الشمسية والبطارية. فيما يلي نظرة عامة على كيفية شحن بطارية LiFePO4 باستخدام الألواح الشمسية.
1. اختر لوحة شمسية متوافقة: الخطوة الأولى هي اختيار لوحة شمسية متوافقة مع متطلبات الجهد والسعة لبطارية LiFePO4. تحقق من مواصفات الشركة المصنعة للتأكد من أن اللوحة الشمسية توفر الجهد والتيار اللازمين لشحن البطارية.
2. قم بتوصيل وحدة التحكم في الشحن ببطارية LiFePO4: بعد توصيل اللوحة الشمسية بوحدة التحكم في الشحن، قم بتوصيل وحدة التحكم في الشحن ببطارية LiFePO4. تأكد من أن الاتصالات آمنة واتبع تعليمات الشركة المصنعة بعناية.
3. قم بتوصيل اللوحة الشمسية بجهاز التحكم في الشحن: لتنظيم عملية الشحن، تحتاج إلى توصيل اللوحة الشمسية بجهاز التحكم في الشحن. سوف تمنع وحدة التحكم بالشحن الشحن الزائد وتتحكم في معدل الشحن لضمان الشحن الآمن والفعال.
4. مراقبة عملية الشحن: أثناء عملية الشحن، قم بمراقبة جهد البطارية ومعدل الشحن ودرجة الحرارة بانتظام. إذا ارتفعت درجة الحرارة فوق المستوى الموصى به، فقم بتقليل معدل الشحن أو إيقاف عملية الشحن مؤقتًا لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
5. افصل اللوحة الشمسية: بمجرد شحن البطارية بالكامل، افصل اللوحة الشمسية عن وحدة التحكم في الشحن لمنع الشحن الزائد الذي قد يؤدي إلى تلف البطارية.
شحن بطاريات LiFePO4 باستخدام المولد
عندما تجد نفسك في موقف يكون فيه الوصول إلى الكهرباء محدودًا، كما هو الحال أثناء الأنشطة الخارجية أو في الأماكن النائية، يمكن أن تكون المولدات بمثابة حل ممتاز لشحن بطاريات LiFePO4. ومع ذلك، فمن الضروري ضمان التوافق بين جهد الشحن والتيار الخاص بالمولد ومواصفات بطارية LiFePO4 الخاصة بك. إذا كان المولد يدعم إخراج التيار المستمر، يصبح من الضروري دمج شاحن تيار مستمر إلى تيار مستمر بين البطارية والمولد.
خاتمة
يعد الشحن المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان الأداء الأمثل وإطالة عمر بطاريات LiFePO4. من خلال اتباع تقنيات الشحن الموصى بها، ومراقبة تقدم الشحن، واستخدام شواحن خاصة أو قابلة للتعديل من أيونات الليثيوم، يمكنك تحقيق أقصى قدر من فوائد بطاريات LiFePO4. تذكر تجنب الشحن الزائد، والحفاظ على حالة الشحن الجزئي عند تخزين البطارية، ومراجعة تعليمات الشركة المصنعة للحصول على توصيات الشحن. مع أفضل الممارسات هذه، يمكنك الاستمتاع بالأداء الفائق وطول عمر بطاريات LiFePO4 لسنوات قادمة.
