Κατασκευή μπαταρίας LiFePo4 12V 50AH
Κατασκευή μπαταρίας LiFePo4 12V 50H. Σήμερα θα ασχοληθώ με την κατασκεύη συστοιχίας λιθίου-φωσφορικού σιδήρου. Η μπαταρία αυτή προορίζεται για χρήση σε ηλεκτρική βάρκα canoe.
Το πρόβλημα
Σήμερα, κατ’ απαίτησην του πελάτη, έπρεπε να βρω λύση για τον ηλεκροκινητήρα μιας βαρκας (Canoe). Μέχρι σήμερα ο πελάτης, τροφοδοτουσε τον ηλεκτροκινητήρα με μια απλή μπαταρία αυτοκινήτου. Η λύση αυτή ήταν οικονομική, αλλά δεν ήταν η σωστή. Η μπαταρία αυτοκινήτου είναι μπαταρία έντασης. Μπορεί δηλαδή να μας δώσει μεγάλα ρεύματα ( Αμπέρ) σε λίγο χρόνο, αλλά δεν είναι φτιαγμένη να δίνει σταθερά ρεύματα για πολύ ώρα. Είναι πολύ συνηθησμένο φαινόμενο η χρήση μπαταριών αυτοκινήτου σε ηλεκτροκινητήρες, σε κλαρκ, σε βάρκες κλπ. Αυτό ομως δεν είνα καθόλου σωστό. Για τεχνικούς λόγους.
Το συνηθησμένο αποτέλεσμα (μιας μπαταρίας αυτοκινήτου) είναι οτι η μπαταρία ξεφορτίζει σχετικά γρήγορα. Σε 90 περίπου λεπτά η μπαταρία αδειάζει. Έπρεπε να δώσω μια καλύτερη λύση στον πελάτη, από αυτό που μέχρι τώρα έκανε.
Η τεχνολογία LiFePo4
Του πρότεινα την κατασκευή μιας 12V μπαταρίας, με στοιχεία LiFePo4. Η τεχνολογία λιθίου Φωσφορικού σιδήρου, ειναι μια νέα τεχνολογία με εξαιρετικές προδιαγραφές ασφαλείας και σημαντικά πλεονεκτήματα υλικού. Οι προδιαγραφές ασφαλείας Elerix εχουν έχουν τα εξής πλεονεκτήματα :
- Δεν αναφλέγονται
- Δεν υπάρχει κίνδυνος έκρηξης
- Σε περίπτωση υπερφόρτισης δεν αναφλέγονται ούτε υπάρχει κίνδυνος έκρηξης.
- Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος δεν αναφλέγονται ούτε υπάρχει κίνδυνος έκρηξης.
- Σε περίπτωση διάτρυσης (αν κάτι τρυπήσει την μπαταρία) δεν αναφλέγονται ούτε υπάρχει κίνδυνος έκρηξης. Η μπαταρία θα βγάλει μόνο καπνούς.
- Σε περίπτωση σύγκρουσης (αν κάτι σπάσει ή χτυπήσει / τσαλακώσει την μπαταρία) δεν αναφλέγονται ούτε υπάρχει κίνδυνος έκρηξης. Η μπαταρία θα βγάλει μόνο καπνούς.
- Σε περίπτωση υπερθέρμανσης η μπαταρία ειναι σταθέρη μέχρι τους 130 βαθμούς Κελσίου
- Δεν είναι τοξική
- Πλεον του 95% ανακυκλώσιμη
Στα πλεονεκτήματα της ως υλικό :
- Βάρος ανα στοιχείο μόλις 1.32Κgr
- Ενταση εκφορτισης 50ΑΗ
- Μέγιστη ένταση εκφορτισης 150ΑΗ (για χρονους μικρότερους ίσους των 3 λεπτών)
- Μέγιστη στιγμιαία ένταση εκφορτισης 250ΑΗ (για χρονους μικρότερους ίσους των 30 δευτερολέπτων)
- Kύκλοι φόρτισης-εκφόρτισης για 80% DOD (ρυθμός εκφόρτισης), με εντασεις απο 0.3C – 1C = 4.500 κύκλοι!!!
- Προσδόκιμο ζωής περίπου 15 χρόνια
Oι μπαταρίες τεχνολογίας LiFePo4 μπορούν να αντικαταστήσουν ΑΡΙΣΤΑ όλες τις μπαταρίες μολύβδου. Οποιαδήποτε εφαρμογή χρησιμοποιεί μπαταρίες μολύβδου οπως UPS, αναπηρικό οχημα, ηλεκτρικό οχημα, φωτοβολταϊκό σύστημα, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, power banks, φορητές αποθήκες ενεργειας κλπ μπορουν να ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΘΟΥΝ με μπαταρίες LiFePo4.
Η κατασκευή της νέας συστοιχίας
Είναι εύκολα αντιληπτό, οτι η κατασκεύη μιας τέτοιας μπαταρίας, μόνο πλεονεκτήματα μπορεί να έχει. Το μοτερ της βάρκας δουλεύει περίπου στα 30-40Αmper. Αρα εκ των πραγμάτων είμαστε κάτω απο τα 50Α τα οποία ειναι το μέγιστο σταθερό ρεύμα εκφορτισης. Αυτο σημαινει οτι η μπαταρία θα δουλεύει ξεκούραστα. Επιπλεον, με μια τετοια χρήση, θα πετύχουμε εύκολα την μεγάλη μακροζωίας της μπαταρίας.
Το βάρος της τελικής μπαταρίας θα είναι χαμηλότερο, περίπου στα 6 κιλά, όταν μια συμβατική μπαταρία αυτοκινήτου 50ΑΗ έχει βάρος 11 με 13.5 Κιλά.
Το BMS της συστοιχίας
Κατασκέυασα τις γέφυρες για να κάνω την σύνδεση της τελικής συστοιχίας. Πέρα απο αυτό, πρέπει να συνδεθεί και η προστασία για κάθε στοιχείο. Το Bms για κάθε στοιχείο είναι απαραίτητο για τη σωστή και ασφαλή λειτουργία της μπαταρίας. Με το BMS διασφαλίζουμε οτι η μπαταρία θα φορτίζει σωστά και μέσα στα οριο που εχει θέσει ο κατασκευαστής. Επίσης διασφαλίζουμε οτι η μπαταρία δεν θα ξεφορτίσει περισσότερο από όσο πρεπει. Ετσι η μπαταρία θα λειτουργεί παντα μέσα στα όρια που έχει ορίσει ο κατασκευαστής.
Για αυτή την κατασκεύη, έφτιαξα ένα φορέα απο plexiglass. Εκει μέσα έβαλα όλη την κατασκευή. Φόρτισα τα στοιχεία και έκανα έλεγχο χωρητικόητας. Με το τέλος των μετρήσεων το αποτέλεσμα ήταν το εξης : Με ρεύμα εκφόρτισης 12Α, σε 4 ώρες οι μπαταρίες είχαν δώσει 48ΑΗ περίπου, και η τάση τους είχε παει στο 12.2V!!
Αυτό σημαίνει ότι οι μπαταρίες έχουν πολύ περισσότερο καύσιμο και θα δουλέψουν περισσότερο απο 90 λεπτά στην βάρκα.
Η κατασκευή της συστοιχίας ολοκληρώθηκε όταν δυνδεθηκαν όλες οι μπαταρίες, το BMS και τα τοποθέτησα όλα στο κουτί απο plexiglass.
Το αναλυτικό video της κατασκευής μπορείτε να το δείτε στο κανάλι μας στο youtube . Εκεί θα δείτε και το κουτι απο plexiglass, τους τελικους ακροδέκτες και όλες τις λεπτομέρεις.