Какая хорошая идея: долгосрочное хранение литиевой упаковки без невосполнимых потерь
Карл Гессляйн / 2 июня 2017 г.
Помните старые добрые времена свинцово-кислотных аккумуляторов, когда вы могли просто поставить свои автомобильные аккумуляторы на поплавковое зарядное устройство за 12 долларов, а затем забыть о них на годы? Как я скучаю по тем дням. Добро пожаловать в новую эру литиевых батарей, где длительное хранение без ухудшения характеристик батареи — непростая и не элегантная процедура. Проблема с литием заключается в том, что, в отличие от свинцово-кислотного, он не любит храниться более нескольких месяцев полностью заряженным, а вместо этого хочет храниться при 40-50% заряда. Причины этого сложны, но для целей этой нетехнической статьи мы просто поговорим о практическом применении хранения литиевых батарей и просто предположим, что все, что происходит внутри ячеек, является волшебством. Проблема в том, что у большинства людей нет возможности легко зарядить свои рюкзаки до 50%, а разрядка их после полной зарядки без правильного использования вашего электровелосипеда может стать проблемой.
Вы можете собрать этот очень безопасный инструмент для слива пакетов за 2 минуты примерно за 2 доллара, используя только два разъема Anderson, 100-ваттную лампу накаливания и цоколь. Потребляет примерно 8-12 Вт.
Если вам интересно прочитать более подробное техническое описание аккумуляторных батарей, вы можете прочитать эту статью на сайте Battery University. Таким образом, все батареи со временем саморазряжаются, что на самом деле не является проблемой. Различные химические вещества саморазряжаются по-разному в зависимости от их состояния заряда (SOC) и температуры, при которой они хранятся. Чем холоднее хранятся аккумуляторы, тем меньше они будут саморазряжаться, но ни один аккумулятор не любит минусовых температур. Не слишком высокая влажность также важна, лучше всего около 50 % относительной влажности, но, когда я сомневаюсь, я ошибаюсь в пользу более сухой, а не более влажной.
Важно различать возмещаемые потери, которые представляют собой просто нормальный разряд аккумулятора, а затем снова зарядку, и невосстановимые потери. Невосстановимые потери — это вмятина в емкости батареи, которая может возникнуть при неправильном хранении батарей.
При каком напряжении хранить аккумулятор
Рекомендуемое напряжение для хранения аккумулятора составляет 40-50%, но для этой статьи я порекомендую хранить аккумуляторы при 40%. Если у вас есть блок на 52 В, сохраните его при 53,2 В, если у вас есть блок на 48 В, сохраните его при 49,4 В. Эта система выходит из строя с некоторыми электроинструментами, у которых напряжение аккумуляторов указано как напряжение полностью заряженного аккумулятора, например, у моих любимых аккумуляторов 56 В Ego.
Для большинства литиевых аккумуляторов диапазон отдельных элементов для 40-50% SOC составляет где-то между 3,7 и 3,8. Ячейки Lipo и LifePo4 будут иметь совершенно разные диапазоны напряжения, необходимые для расчета правильного SOC для вашей батареи. Требования к доставке для NMC (наиболее распространенная ячейка) составляют 3,6 В на ячейку, что составляет около 30% емкости. Чтобы получить полное представление о типах аккумуляторов и их напряжениях, ознакомьтесь с этой статьей на сайте Battery University.
Примерно каждые 6 месяцев вы должны проверять свои рюкзаки и заряжать их до 40%. Хотя я часто пропускаю этот процесс примерно на год, вы должны убедиться, что, что бы вы ни делали, вы не позволяете батареям опускаться ниже LVC BMS для элементов, иначе ваша батарея может перейти в спящий режим и никогда не вернуться к жизнь снова (если вы не поцелуете ее). Прежде чем подключить зарядное устройство, я примерно думаю о том, насколько я хочу его зарядить, а затем устанавливаю таймер, чтобы проверить его, чтобы убедиться, что аккумулятор не превышает 50% SOC. Если у меня есть батарея емкостью 10 Ач, и мне нужно зарядить ее примерно на 20% с помощью зарядного устройства на 2 А, это означает, что мне придется держать ее на зарядном устройстве в течение часа (зарядное устройство 2 Ач / 2 А = 1 час).
40% SOC для литий-марганцево-оксидной батареи составляет 3,8 или 49,4 В для 48-вольтовой батареи и 53,2 В для 52-вольтовой батареи. Для NMC (самая распространенная ячейка для новых батарей) оно немного ниже: 48 В для батареи 48 В и 52 В для батареи 52 В
Как настроить батареи на нужное напряжение
заключается в том, что довести батареи до нужного напряжения для хранения очень сложно. Когда зарядка отключается, аккумуляторы полностью заряжены, а затем вам нужно снова их слить. Вы не можете просто поставить свой электровелосипед на подставку и запустить двигатель, потому что работа без нагрузки на полной мощности приведет к перегреву любого мотора электровелосипеда, к которому я когда-либо прикасался. Вы можете сесть на свой ебайк и кататься, пока на дисплее не появится напряжение, при котором вы хотите хранить аккумулятор, но это также может раздражать. Я обнаружил два способа быстро и безопасно отрегулировать напряжение батареи, не выходя из дома.
Лампы накаливания
Вы можете сделать быстрый и грязный адаптер для лампы примерно на 2 доллара. Возьмите любой нормальный переходник для лампочки с косичками в хозяйственном магазине, а затем просто обогните пару Andersons или припаяйте и XT60 к нему. Питание/земля не имеет значения, потому что лампочка в основном представляет собой гигантский резистор, который медленно разряжает батарею примерно на 8-12 Вт или 0,2 ампера. Если у вас нет приличного измерителя мощности, который идет в комплекте с аккумулятором, вам придется угадать, сколько времени это займет, рассчитав потребляемый ток * время. Если вы хотите слить 5 Ач в блоке 10 Ач, то это будет около 25 часов (5 / 0,2 = 25). Он не должен быть идеальным, это всего лишь оценка. Никогда не проверяйте напряжение батареи, прикрепляя щупы к штекерному зарядному порту XT60, вы рискуете закоротить контакты, что приведет к тому, что батарея приварит щуп к контактам и, возможно, взорвется. Проверяйте напряжение только на гнезде XT9.0 конец разгрузочной пробки, где невозможно вызвать короткое замыкание своими неуклюжими обезьяньими пальцами.
Это показывает потребляемую мощность при подключении к моей тостерной печи, около 300 Вт
Использование вашей тостерной печи
Если вы нетерпеливы, как и я, то вы не хотите ждать несколько дней, пока ваша батарея разрядится внизу есть гораздо более простой и быстрый способ сделать это. Обжав разъемы Andersons на обычном домашнем удлинителе переменного тока на 120 В, вы можете сделать адаптер за 5 долларов примерно за 10 минут. Неважно, подключены ли питание и земля к какой-либо вилке, поскольку в случае с лампочкой нагревательный элемент представляет собой просто большой резистор, который превращает энергию вашей батареи в тепло. Разъем заземления на удлинительной вилке переменного тока остается неиспользованным. Используя этот шнур, мой дрянной маленький тостер за 30 долларов потребляет около 300 Вт мощности при силе тока около 5,5 ампер. Как указано выше, чтобы рассчитать, сколько энергии вы хотите потреблять, умножьте потребляемый ток на время разрядки. Если вы хотите слить 10 Ач из большой батареи на 20 Ач, вам не нужно ничего поджаривать в течение примерно 1,8 часа или около того. (10 / 5,5 = 1,8) Ни при каких обстоятельствах не подключайте аккумулятор к обогревателям, потому что, хотя они могут работать, у большинства обогревателей есть вентилятор, который, вероятно, не будет работать должным образом, и вы можете случайно (или намеренно) сжечь свой дом.
Если вы достаточно глупы, чтобы построить одну из этих вещей, вы принимаете на себя все обязательства по ее использованию
Литиевые батареи безопаснее, когда они наполовину разряжены
Одна из самых интересных вещей Эрик и Luke\Live for Physics, над которыми работают в Лаборатории уничтожения аккумуляторов Lunacycle, систематически раздавливают совершенно хорошие элементы 18650 с помощью гидравлического пресса. Одной из первых вещей, которую они поняли, было то, что ячейки с 50% SOC вряд ли взорвутся, если вообще взорвутся. С другой стороны, если батарея была полностью заряжена или даже *вздох* перезаряжена, то вы гарантированно получите хороший фейерверк. Я никогда не слышал о взрыве литиевой батареи, которая не заряжалась и не разряжалась, но теоретически это могло произойти.
Где хранить аккумуляторы
Хотя некоторые люди хранят свои литиевые аккумуляторы в холодильнике, я не рекомендую этого делать, поскольку влажность внутри вашего холодильника может быть достаточно высокой, что может вызвать проблемы с коррозией соединений и БМС. Лучшее место для их хранения — очень прохладное, сухое место, где животные и домашние животные не могут добраться до них. Никогда не храните рюкзаки в машине, где температура в летние дни может превышать 100 градусов по Фаренгейту. Жара убивает аккумуляторы, и вы хотите, чтобы ваши рюкзаки были как можно более прохладными.
Хранить литиевые аккумуляторы в течение нескольких месяцев легко и безопасно, если вы делаете это правильно. Правильная техника хранения рюкзака может значительно увеличить срок службы и вместимость вашего рюкзака, так почему бы вам не сделать это? Я надеюсь, что вы нашли эту статью полезной, и даже больше, я надеюсь, что вы случайно не сделаете какую-нибудь глупость и не взорвете себя. Помните, что самый простой и безопасный способ снизить заряд батареи до 50 % — это просто покататься на велосипеде и сжечь половину заряда батареи. Помните, что когда вы заряжаете свой аккумулятор, его показания будут выше, чем на самом деле, в течение примерно 15 минут после того, как вы вытащите его из зарядного устройства, и если вы используете его под большой нагрузкой, его показания будут немного ниже фактического напряжения аккумулятора в течение нескольких минут после зарядки. нагрузка снимается. Самое главное помнить, что это не точная наука, поэтому просто сделайте все возможное, чтобы довести пачку до 40-50%, и этого будет достаточно.