Perché le batterie al litio - parte 2

La migliore tecnologia di batterie disponibile per mettere insieme un sistema di immagazzinamento dell'energia è basata sul litio ION. Cercate anche voi un risparmio energetico e un minor consumo di carburante che riduca anche le emissioni? Volete fare un investimento in un set di batterie che abbia la durata più lunga e il miglior costo totale di proprietà? Volete essere sempre in grado di lavorare senza preoccuparvi della fornitura di energia? Allora scegliete le batterie agli ioni di litio.

WhisperPower offre la soluzione migliore per i diversi gruppi di utenti. La serie Whisper Power Lithium Ion Power Plus (LFP) è di una qualità ineguagliabile ed è ideale per i sistemi di stoccaggio delle batterie più grandi. La combinazione unica di tecnologia all’avanguardia e software intelligente rende questa batteria Li-Ion Power Plus un accumulatore robusto, sicuro e facile da usare dove possono essere collegati grandi inverter e caricabatterie. Le ION Power Plus sono vere batterie di sistema.
Sono ideali per i sistemi a 24 / 48 VDC che hanno bisogno di una maggiore capacità della batteria e dove sono collegati grandi inverter per una tranquilla alimentazione a 230 V senza emissioni. Per esempio il WhisperPower AC PowerCube Super Inverter con capacità di 7kVA e 14kVA o anche di più. Le batterie ION Power Plus possono essere caricate con correnti di carica elevate (1/C) in modo da poter essere ricaricate rapidamente da sistemi di ricarica rapida basati su caricabatterie e ad esempio dall’energia solare. Se le batterie fanno parte di un sistema totale con un generatore, il tempo di funzionamento del generatore sarà significativamente ridotto e quindi anche il consumo di carburante e le emissioni.
Rispetto alle tradizionali batterie al piombo, le batterie al litio WP-Ion Power Plus offrono un’enorme quantità di energia in un alloggiamento compatto. Come risultato, c’è un grande risparmio di peso e un risparmio di spazio fino al 70% grazie alla compattezza di queste batterie. Le batterie sono molto efficienti e hanno prestazioni estremamente elevate che le rendono la batteria ideale per i sistemi ad alta potenza.
La batteria ION Power Plus utilizza la sicura tecnologia litio-ferro-fosfato (LiFeP04, abbreviato anche come LFP). Con il sistema integrato di gestione della batteria (BMS) e la connessione canbus, la batteria agli ioni di litio è protetta dalla scarica profonda, dal sovraccarico e dal surriscaldamento. Questo la rende il tipo di batteria al litio più sicuro che ci sia.

! Attenzione! Un interruttore esterno (relè bi-stabile) è sempre necessario!

La sicurezza innanzitutto

Il BMS (Battery Management System) si occupa del bilanciamento attivo delle celle. La protezione di disconnessione è collocata esternamente. Whisper Power fornisce il cosiddetto WIB (WhisperPowerInterfaceBox) sviluppato con un relè bi-stabile per lo spegnimento delle utenze DC a tensione (troppo) bassa o troppo alta. Quando si assembla il sistema di batterie, questo componente deve essere preso in considerazione come una soluzione di sistema completa. Regolarmente ci viene detto che le persone comprano le batterie da sole dove queste protezioni non sono previste. Questo può portare rapidamente a situazioni pericolose.

Capacità della batteria

La capacità della batteria disponibile è del 100%, in contrasto con le batterie al piombo-acido dove spesso solo il 50% della capacità della batteria è disponibile.

Tensione di funzionamento

12V – 750VDC

! Attenzione! Non caricare mai la batteria agli ioni di litio troppo a lungo, questo causerà il malfunzionamento permanente della batteria agli ioni di litio. Usare sempre un caricabatterie che fermi automaticamente il processo di carica quando la batteria Li-ion è piena.

Tempo di ricarica

Le batterie Li ION Power Plus possono essere caricate con 1C. Questo significa che in poco più di un’ora saranno caricate da vuote (0% SoC = Stat of Charge) a piene (100% SoC). 1C indica una volta la capacità della batteria Li-ion, cioè una batteria da 160Ah che può essere caricata con 1C con 160A. Supponiamo di caricare con C3 allora carichiamo con circa 55 Ampere e la batteria sarà caricata in circa 3 ore. Durante la carica utilizzare sempre la corrente di carica indicata e la tensione di fine carica. Per una durata di vita ottimale si raccomanda 3C, ma in alcuni casi si va a 1C, il che si traduce in un minor tempo di funzionamento del generatore.

Metodo di ricarica per Li Ion Power Plus

Si raccomanda di applicare il seguente metodo di carica “Constant Current Constant Voltage” (CCCV). La parte CV della carica serve anche a bilanciare le celle della batteria Li-ion e quindi a prolungare la vita della batteria Li-ion.

Fase di carica CC di CCCV

In questa fase (parte CC della CCCV) le batterie Li-ion sono caricate con una corrente costante.
fino alla fine della tensione di carica (Uabsorption). Quando si raggiunge Uabsorption, il caricabatterie passa alla fase di assorbimento.
Su alcuni caricabatterie il tempo t0 può essere programmato. Si tratta di una misura di sicurezza che ferma il caricabatterie se la fase di assorbimento dura troppo a lungo. Il tempo t0 dipende dalla corrente di carica e dalla capacità della batteria Li-ion. Se questa opzione è disponibile, t0 può essere calcolato e impostato

Il fattore di 1,2 è dovuto al fatto che la batteria Li-ion ha più capacità del suo valore nominale e all’imprecisione di misurazione della corrente del caricatore.
Se c’è anche un consumo di energia durante la carica, questo deve essere preso in considerazione perché la corrente di carica sarà inferiore.
Di seguito è riportato un esempio di batterie Li-ion vuote che vengono caricate con un caricatore da 12A. Il
fase di carica richiede più tempo con una capacità nominale più alta. Supponiamo che 160 Ah e la corrente di carica sia di 40 Ampere, allora il t0 = 4,8 ore.
Per accorciare la fase di massa, la capacità del caricabatterie può essere aumentata.

In questa fase (parte CV della CCCV) la tensione di carica è mantenuta costante a Uassorbimento per caricare completamente la batteria Li-ion e bilanciare le celle della batteria.
Il caricabatterie deve fornire una corrente abbastanza bassa da bilanciare le celle. La corrente di bilanciamento è max. 2A per il Li Ion Power Plus.
La durata della fase di assorbimento può variare, poiché dipende fortemente dall’età e dalle condizioni della batteria Li-ion. Quando il tempo di assorbimento t1 è finito, il caricabatterie passa alla fase di galleggiamento.

Fase di galleggiamento

In questa fase, la batteria Li-ion non è più carica. La tensione di uscita del caricatore è impostata su Ufloat Voltage. Se ci sono dispositivi che traggono energia dalla batteria Li-ion, il caricabatterie sosterrà la batteria o alimenterà tutti i dispositivi. Tutti i caricabatterie di Whisper Power hanno una fase fluttuante, naturalmente a seconda dell’impostazione del caricabatterie. Di solito la fase float avrà una tensione minima di 13,6V e una tensione massima di 13,9V e tipicamente sarà di 13,8V. Per 12 e 48 Volt questi valori devono essere moltiplicati per 2 o 4.

Scarico durante la fase di galleggiamento

Durante la fase di galleggiamento, il caricatore fornisce il carico. Tuttavia, se questo carico è superiore alla corrente di carica, anche la batteria dovrà fornire una parte del carico. In questo caso, se la tensione della batteria scende sotto Ureturn (di solito 12,8 Volt), il processo di carica viene ripetuto. Ricomincia una nuova fase di carica (t0) seguita da una fase di assorbimento (t1).

Stoccaggio

Quando viene immagazzinata, la batteria Li-ion deve essere scollegata da tutti i carichi (compresa la CAN) e dai caricatori. In questa condizione, l’autoscarica della batteria è inferiore al 3% al mese.
! Attenzione! Si prega di seguire le linee guida per la conservazione di ogni batteria agli ioni di litio Whisper Power che sono disponibili
nel rispettivo manuale d’uso.

Manutenzione durante lo stoccaggio

La batteria deve essere ricaricata ogni 3 mesi.

Fine dello stoccaggio

Alla fine di un periodo di stoccaggio e prima di utilizzare nuovamente la batteria Li-ion, la batteria è completamente carica.
! Attenzione! In caso di utilizzo in sistemi, tutte le batterie Li-ion devono essere completamente caricate prima dell’installazione. Assicurarsi di avere tutte le batterie con il 100% di SoC (stato di carica) prima di combinare le batterie per formare un set di batterie.