Utilisation de la batterie LiFePO4 comme batterie de voiture

J'ai eu l'idée d'utiliser la batterie LiFePO4 en remplacement de la batterie de voiture, car 4 de ceux en série font une tension nominale de 12,8 V, ce qui est très proche de la tension 12V standard. Et selon la cellule, nous pouvons en parallèle pour obtenir le courant de démarrage requis. Comme le LiFePO4 a une durée de vie beaucoup plus longue que le plomb-acide, une telle batterie devrait durer beaucoup plus longtemps.

Mais il y a peu de problèmes:

1. Tension de charge. Étant donné que la plupart des alternateurs produisent environ 14 V volts lors de la charge, cela devrait convenir à la batterie LiFePO4, car la tension maximale pour ceux-ci est de 3,6 V, ce qui nous donne une faible marge jusqu'à 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V). L'équilibrage des cellules individuelles peut être effectué avec un simple BMS dissipatif qui décharge une charge excessive sur la résistance. Mais nous n'avons pas la possibilité de déconnecter l'alternateur lorsque la batterie est chargée, voici donc la première Question: est-il correct de maintenir la batterie LiFePO4 à une charge flottante avec une tension proche de la tension maximale de la batterie? Ou cela réduira considérablement la durée de vie de la batterie?

2. Courant de charge. Certaines cellules LiFePO4 peuvent être configurées afin de pouvoir facilement prendre tout le courant de charge produit par l'alternateur. (en supposant une sortie 70A et 3 cellules 40152S parallèles) Donc, deuxième question: peut-il surcharger l'alternateur ou les alternateurs modernes sont suffisamment intelligents pour abaisser la tension pour éviter d'être surchargés?

3. Aucune protection contre les décharges excessives. Actuellement, je n'ai aucune idée de la façon de le gérer, en plus de ne pas le laisser se décharger complètement.

LiFePO4 vs LiIon vs LiPo

Certains ont commenté les batteries LiIon, mais la question et cette réponse concernent les batteries Lithium Ferro Phosphate / LiFePO4 que je vais abréger par endroits en LFP4. .
Ceux-ci sont liés aux batteries LiIon et LiPo mais présentent des différences majeures.
Remarquable, par rapport à LiIon et LiPo (qui sont chimiquement similaires) LFP4 a une matrice inactive interne supplémentaire dans laquelle réside le lithium. Cela réduit les densités énergétiques massiques et volumiques, mais les libère également des modes de fusion destructifs, leur donne une durée de vie et un calendrier beaucoup plus longs, une capacité inférieure, une tension maximale inférieure, une meilleure plage de fonctionnement et de stockage de température, une meilleure énergie globale efficacité - et un coût total de la vie inférieur à bien inférieur à celui de toute batterie au plomb.

Les batteries à 4 cellules LFP4 (LiFePO4) font d'excellents remplacements pour les batteries de voiture au plomb 12V normales, MAIS une attention particulière à la voiture et à l'alimentation est nécessaire pour atteindre le très long cycle et la durée de vie dont elles sont capables. Ils sont beaucoup plus rentables toute la vie "que toutes les cellules d'acide de plomb dans (probablement) n'importe quelle application lorsqu'elles sont correctement utilisées. Mal utilisées, elles mourront d'une mort précoce et coûteuse.

Quelques fabricants de piles ou batteries adaptées à cette utilisation sont

Thundersky, Winston & SinoPoly

Il y en a d'autres que je peux énumérer mais un sérach sur ces noms vous amènera dans la bonne zone. Toutes ces marques ont commencé comme Thundersky, mais il y a eu des séparations et des litiges coûteux se produisent.

Winston fabrique des batteries 12V à 4 cellules sans accès aux connexions inter-batteries. Leurs tailles de 40 Ah et 60 Ah seraient bien adaptées à une utilisation automobile. Simopoly et Winston fabriquent tous deux des batteries monocellulaires dans des tailles allant d'environ 10 Ah à énormément énorme_Ah et vous pouvez les attacher ensemble si nécessaire. J'expérimente actuellement avec 2 batteries SinoPoly 12v, 40Ah comprenant chacune 4 x 40 Ah cellules individuelles avec cerclage pour produire un pack physique. Une batterie 4 cellules 12V, 40Ah est à peu près de la taille d'une batterie Ford-Prefect et moins de poids, mais est égale à environ la plus grande batterie LA que vous verrez dans une voiture à 4 cylindres, par exemple.

POURTANT

Les réclamations de divers fabricants de batteries se chevauchent mais ne sont pas identiques, les spécifications de charge sont suspectes, les durées de vie revendiquées varient en fonction du chemin de vente et même les vendeurs de bonne réputation ne sont pas d'accord. Les spécifications de charge de la batterie Winston utilisent des tensions de point d'extrémité étrangement élevées - supérieures à ce que j'attendais pour LFP4 mais inférieures à LiIon - presque comme LiIon fonctionnant de manière très conservatrice pour obtenir une bonne durée de vie. Les vendeurs garantissent que la plupart des marques de cellules 10 Ah + pendant 5 ans ou 10 ans sont soumises à diverses conditions et probablement soumises à l'utilisation d'électronique de gestion de charge / décharge. Les critères pour une réparation adéquate varient - beaucoup affirment que Vma et Vmin sont suffisantes tant que les taux de chage et de décharge C sont conformes aux spécifications MAIS un fournisseur local exige un moniteur de type gaz et une coupure basse tension. (JE'

Agh - appel au dîner donc - je vais ajouter des commentaires d'une minute ici et puis mettre à jour plus tard (j'espère)

Tension de charge. Étant donné que la plupart des alternateurs produisent environ 14 V volts lors de la charge, cela devrait convenir à la batterie LiFePO4, car la tension maximale pour ceux-ci est de 3,6 V, ce qui nous donne une faible marge jusqu'à 14,4 V (4 * 3,6 V = 14,4 V).

Certains prétendent que Winston LFP4 a besoin d'un V plus élevé que celui des systèmes automobiles. D'autres les utilisent malgré tout.

SinoPoly OK sur les tensions des voitures MAIS ...

L'équilibrage des cellules individuelles peut être effectué avec un simple BMS dissipatif qui transfère une charge excessive à la résistance.

Winstin ne peut pas s'équilibrer comme scellé mais affirme que les cellules superbement équilibrées sont OK. De nombreux revendeurs les vendent et le disent, mais au moins un grand site dit de ne pas utiliser pour une décharge profonde en raison de cette incapacité. Je serais très méfiant. J'ai fait un choix initial Winston / SinoPoly pour gagner de l'expérience en fonction de cela et d'étranges tensions Winston et j'ai acheté SinoPoly - malgré des spécifications Winston apparemment supérieures.

Mais nous n'avons pas la possibilité de déconnecter l'alternateur lorsque la batterie est chargée,

Ne commence pas. Vous devez être capable de gérer votre source d'énergie - ET c'est assez facile à faire - mais si votre système insiste pour violer les spécifications de la batterie (ce qui n'est peut-être pas le cas), n'utilisez pas LFP4.

voici donc la première Question: est-il OK de maintenir la batterie LiFePO4 à une charge flottante avec une tension proche de la tension maximale de la batterie? Ou cela réduira considérablement la durée de vie de la batterie?

Opinions vry
Small LFP4 - dites <1 Ah à quelques Ah NE DOIT PAS être flotté ou ils meurent tôt.
Certains fabricants de batteries LFP4 déclarent que le flottement est OK.
Thos ne flottera pas LiIon ou LiPo ou bien ... et bien que LFP4 hs différences, je suis mal à l'aise. Je connais la réponse à cette question au niveau "expert international" dans un an :-) (S'il est toujours vivant, le ciel n'est pas tombé et des choses beaucoup plus intéressantes ne se sont pas produites).

Courant de charge. Certaines cellules LiFePO4 peuvent être configurées afin de pouvoir facilement prendre tout le courant de charge produit par l'alternateur. (en supposant une sortie 70A et 3 cellules 40152S parallèles) Donc, deuxième question: peut-il surcharger l'alternateur ou les alternateurs modernes sont suffisamment intelligents pour abaisser la tension pour éviter d'être surchargés?

Cela se termine entièrement sur les spécifications de la batterie et de l'alternateur. Les batteries ont des spécifications claires. Ne les dépassez pas. Si votre batterie n'a PAS de bonnes spécifications disponibles, ne l'achetez pas.

Aucune protection contre les décharges excessives. Actuellement, je n'ai aucune idée de la façon de le gérer, en plus de ne pas le laisser se décharger complètement.

Ce qui est essentiel. Il existe différentes façons de le faire, mais une grande cellule Ah LFP4 NE DOIT PAS être prise sous environ 2,75 V. Si vous ne pouvez pas en être sûr, ne les utilisez pas. Ils coûtent beaucoup trop et sont trop légers par volume pour faire de bonnes ancres de bateau.

Anon ...

Pour ce que ça vaut, j'ai fait flotter une batterie LiFePO4 à 4 cellules, 10 Ah que j'ai moi-même construite à partir de cellules plates de 3,2 V, pendant plus de deux ans, sans aucun problème. Je l'ai utilisé comme alimentation de secours pour un ordinateur Mini-ITX avec une alimentation pico-PSU. La tension d'entrée est de 14,5 V à partir d'une alimentation de 75 W CC, et la batterie fournit un coup de pouce supplémentaire pendant les brèves périodes où l'ordinateur consomme plus. La batterie fonctionne toujours très bien.

D'après ce que je comprends: ce n'est pas génial de charger complètement la batterie, puis de maintenir la tension dessus. En effet, la dissipation thermique de la résistance de charge interne s'use toujours au niveau de la couche d'oxyde nécessaire dans la batterie. LiFePO4 est moins sensible à cela que LiPo, et flotter à des niveaux de tension inférieurs provoque moins de ce problème que flotter au niveau maximum.

Des batteries au lithium pour motos sont facilement disponibles dans la rue. Ils sont dans un boîtier de batterie standard, mêmes bornes et ont tous les circuits nécessaires à l'intérieur de la boîte. Ils sont également si légers qu'ils se sentent comme un présentoir de magasin vide. Le prix est d'environ 50% de plus qu'une batterie au plomb.

Étant donné que le mode de défaillance des batteries au lithium implique souvent un incendie vigoureux, voulez-vous vraiment mettre un de vos propres modèles dans une machine coûteuse juste à côté d'une réserve d'essence et de plusieurs litres d'huile?

Il est préférable de laisser l'ingénierie des batteries à haute énergie aux ingénieurs. Ils ont l'expérience et le budget nécessaires pour les expériences nécessaires, et ils se moquent de savoir si l'unité de test va exploser - il est presque prévu de le faire plusieurs fois.