Ресурс LiFePO4 и характеристики ячеек LYP: вопросы и ответы
Сколько циклов и лет служат ячейки Winston, как они стареют и что важно знать о токах, температуре и просадке напряжения. Пригодится тем, кто считает батарею на долгий срок.
Ресурс LiFePO4 сильно зависит от того, как сделана конкретная ячейка и как с ней обращаются. У ячеек Winston LYP это 8000 циклов при глубине разряда 70 % и больше двадцати лет службы при одном цикле в сутки. Мы, инженеры Корпорации АйПи, собрали вопросы о циклах, старении, токах и температуре, которые нам задают покупатели, и ответили на них с расчётами на реальных моделях.
Если нужна общая картина, начните со статьи срок службы LiFePO4, а механизмы износа подробно разобраны в материале как стареет ячейка LiFePO4. Для мощной техники пригодится разбор просадки напряжения при больших токах, а правильные напряжения и режимы описаны в статье зарядка LiFePO4 аккумуляторов.
Посчитать ёмкость и схему батареи под ваши нагрузки поможет материал расчёт накопителя, а для крупных систем смотрите ячейки большой ёмкости для накопителей на сотни киловатт-часов.
Ячейки по теме
Читайте также
Характеристики LiFePO4: как читать карточку ячейки
Что такое LiFePO4
Срок службы LiFePO4
Просадка напряжения аккумулятора при больших токах
Все материалы →
Нужна помощь с подбором
Инженеры АйПи подскажут модель ячеек и конфигурацию под вашу задачу.
Вопросы и ответы
Сколько циклов выдерживают ячейки Winston?
8000 циклов при глубине разряда (DoD) 70 % и 5000 циклов при 80 %. Это не разовый лабораторный рекорд: Winston оценивает ресурс по тому, насколько ровно и предсказуемо ячейка стареет в долгой работе при правильном заряде и разряде.
Откуда берётся срок службы больше двадцати лет?
Простая арифметика: 8000 циклов при одном цикле в сутки - это почти 22 года. Добиться такого позволяют иттрий и другие микроэлементы в катоде, электроды на водном связующем и запас по рабочим границам, а не выжимание предельных параметров.
Как глубина разряда влияет на ресурс?
Чем мельче разряд, тем больше циклов и тем больше энергии ячейка отдаёт за всю жизнь. Ячейка 100 Ач при DoD 70 % за 8000 циклов отдаст около 560 000 Ач, а при DoD 80 % за 5000 циклов - около 400 000 Ач. Поэтому батарею выгодно брать с запасом ёмкости, а не разряжать до дна.
Как стареют ячейки LYP?
Старение - это одновременное изменение ёмкости, внутреннего сопротивления и разброса между ячейками. У многих литиевых ячеек после первых лет сопротивление резко растёт, и батарея быстро теряет полезную мощность. У ячеек LYP деградация идёт плавно, без ступенчатых провалов, и её можно заранее заложить в расчёт системы.
Как микроэлементы влияют на ресурс?
Иттрий и другие микроэлементы не накапливают энергию, а укрепляют кристаллическую решётку катода. Они замедляют микроскопические разрушения при нагреве, больших токах и многолетней работе. Отсюда ровная кривая старения и устойчивость к жаре.
В каком диапазоне температур работают ячейки?
Ячейки Winston LYP заряжаются и разряжаются при температуре от −45 до +85 °C. Реальное окно работы готовой батареи зависит от её конструкции: утепления, подогрева и ограничений тока, которые задаёт система управления батареей (BMS).
Какие токи допускают ячейки Winston?
Номинальный ток 0,5 C, постоянный разряд до 3 C, кратковременный импульс до 10 C. Для ячейки 300 Ач это 150 А в обычном режиме, до 900 А длительно и до 3000 А в импульсе. Для долгого ресурса рабочий режим лучше держать около номинала.
Что такое просадка напряжения и почему она важна?
Это падение напряжения на выводах при резком броске тока: при пуске двигателя, разгоне, подъёме робота в гору. Если просадка велика, мотору не хватает момента, а защита может отключить систему. Ячейки LYP с низким внутренним сопротивлением держат напряжение в узких пределах даже на больших токах, и для мощной техники это часто важнее ёмкости.
Чем удобны ячейки 1000 Ач?
Меньше ячеек - меньше соединений и разброса. Батарею 48 В 1000 Ач можно собрать из 16 ячеек WB-LYP1000AHC вместо 160 ячеек по 100 Ач в схеме 16 последовательно по 10 параллельно. Балансировка проще, нагрев ровнее, а точек возможного отказа на порядок меньше.
Какой у ячеек саморазряд?
Не больше 1 % в месяц. Батарея, оставленная на полгода, потеряет на саморазряд не более 6 % ёмкости, поэтому зимнее хранение без подзаряда ей не страшно. Главное - отключить постоянных потребителей, иначе разряд пойдёт через них.
До какого напряжения заряжать ячейки?
Номинал ячейки 3,2 В, рабочий диапазон 2,8-3,8 В. Заряд на практике заканчивают на 3,55-3,65 В на ячейку, то есть 14,2-14,6 В на батарею 12 В из четырёх ячеек. Заряд выше этого почти не добавляет ёмкости, а ресурс сокращает.
Можно ли получить систему, рассчитанную под конкретный объект?
Да. Кроме ячеек, Winston проектирует накопители под задачу: с учётом климата, мощности, режима циклов, требований безопасности и условий обслуживания. Инженеры АйПи помогают с расчётом ёмкости и схемы, а ячейки больше 1000 Ач, например 2000 и 10 000 Ач, поставляем по запросу под проект.
Как устроена техническая поддержка?
Winston сопровождает проекты целиком: консультирует, помогает со схемой подключения, разбирает нештатные случаи, делая упор на предупреждение проблем, а не на ремонт. В России эту поддержку ведём мы, инженеры АйПи, на русском языке и с учётом наших условий эксплуатации.