VE Lithium Smart - batéria

Lítium - železo - fosfátové batérie ( LiFePO4 ) sú momentálne veľmi perspektívne a technologicky vyzretou konkurenciou klasických olovených akumulátorov. Nominálne napätie jedného článku je 3,2V. Batérie s napätím 12,8V tak pozostáva zo štyroch sériovo radených článkov. Oproti oloveným batériám netrpia tzv sulfáciou ( tvorba nerozpustného síranu olovnatého ), ktorá znižuje kapacitu a skracuje životnosť. Príčinou je dlhodobé nedobíjanie batérie do plného stavu alebo dlhodobé nepoužívanie batérie. Lítium - železo - fosfátové batérie nemusia byť plne dobíjané, postačuje čiastočné dobíjanie, čo je ich hlavná výhoda oproti batériám oloveným.

Ďalšie významné výhody LiFePO4 batérie :
1. Širší rozsah pracovných teplôt - kapacita a životnosť nie je zďaleka tak závislá na teplotách . Možnosť inštalácie v zamrznú priestore .

2. Vysoká cyklická životnosť. Tá je daná okrem iného aj mierou vybíjania. Cyklom sa rozumie každé vybitie a následné nabitie batérie. Každú batériu vybíjanie poškodzuje. Čím je vybitie hlbšie, tým menej týchto cyklov batéria vydrží. Bežné olovené batérie sa odporúča vybíjať maximálne na 50 % ich celkovej kapacity, hlbšie vybitie výrazne skracuje živosť batérie a hrozí jej trvalé poškodenie. LiFePO batérie je mimoriadne odolná proti tomuto vplyvu a bežne sa môže vybíjať na 20 % jej celkovej kapacity ( 80% vybitia ) bez toho, aby to malo výraznejší vplyv na jej životnosť. Kvalitná olovená trakčná batéria vybíjaná na 50% jej kapacity má životnosť cca 1500 cyklov, LiFePO batéria zvládne neuveriteľných 5000 cyklov !

3. Nízky vnútorný odpor. Pri odbere energie nekladie batéria veľký odbor. To umožňuje odoberať z batérie relatívne veľké množstvo energie, bez toho by to batériu poškodilo. Výhodné pri nárazovom odbere väčšieho množstva energie.

4. Vysoká hustota energie. Batérie sú ľahké a na kilogram ich hmotnosti pripadá relatívne veľké množstvo energie. Mimoriadne výhodná vlastnosť v stiesnených priestoroch alebo na miestach s požiadavkou na minimalizáciu zaťaženia ( typicky napríklad lode ). Ušetrite až 70 % hmotnosti a priestoru pri zabezpečení rovnakého množstva energie !

5. Vysoká účinnosť. Nabíjaním a vybíjaním batérie sa časť energie stráca. Miera týchto strát určuje účinnosť. Snahou pochopiteľne je minimalizovať tieto straty. U olovených batérií je priemerná účinnosť 80 %. LiFePO batérie dosahujú účinnosť 92 %. Účinnosť je daná tiež aktuálnou mierou nabitia batérie. Olovené batérie majú relatívne nízku účinnosť v konečných fázach dobíjania ( aj menej ako 50 % ). LiFePO batéria si naopak udržujú vysokú mieru účinnosti aj v konečných fázach nabíjania. Nestrácajte zbytočne drahocennú energiu !

6. Nenáročnosť v charaktere nabíjacieho napätia. Olovená batéria vyžaduje relatívne malý rozsah nabíjacieho napätia a s vysokým rizikom prebíjania až z toho plynúceho poškodzovania. LiFePO batéria tento nedostatok nemá a zvláda 14 až 16V ( s maximálne 4,2V na článok ). Tiež citlivosť na prebíjanie je nízka.

7. Bluetooth - Vďaka vstavanej technológii Bluetooth je možné sledovať stav napätia a alarmov. Veľmi užitočná funkcia na nájdenie potenciálneho problému, ako napríklad nerovnováha článku.

Oproti oloveným batériám vyžaduje LiFePO4 batéria kvalitný nabíjací balancér. Ak sa dosiahne napätie nižšie ako 2,5V, alebo je nabíjacie napätie vyššie ako 4,2V na článok, hrozí poškodenie batérie. V žiadnej batérii nemajú jednotlivé články úplne rovnaké napätie ( rovnaká miera nabitie ), ale naopak sa viacmenej navzájom líšia. Olovené akumulátory majú určitú obmedzenú samoregulačnú schopnosť v rovnomernom nabíjaní všetkých článkov. Ak sú niektoré články batérie už nabité, prechádza nimi prúd a to umožňuje nabitie zvyšných menej nabitých článkov. U LiFePO4 batérie nabité články neumožňujú dobíjanie nedobitých článkov. Aj keď batéria ako celok má prijateľné napätie, niektoré články môžu trpieť dlhodobým nedobíjaním. V priebehu času sa tieto rozdiely môžu prehlbovať. Z týchto dôvodov je nutné nabíjať LiFePO4 batérie za pomoci balancéra sledujúceho individuálne každý článok batérie. Balancér nabíja každý článok len pre neho vhodnou charakteristikou nezávislou na ostatných článkoch ( Vybalansovávanie článkov ). Balancér je tak nepostrádateľné zariadenie chrániace batériový systém pred poškodením !

Balancér je samozrejmou a integrálnou súčasťou LiFePO4 batérii od spoločnosti Victron Energy. Súčasne batéria disponuje rozhraním k napojeniu na manažmentový systém riadenia batérií ( BMS - battery management systém ). To umožňuje radiť až desať batérií paralelne a štyri do série. Celkom tak možno dosiahnuť napätie až 48V a kapacitu až 900Ah. S BMS zariadením možno vhodným paralelným a sériovým radením dosiahnuť žiadúce kapacity a napätia. BMS zariadenie má najmä tieto ochranné funkcie:

- Ochrana článkov pred hlbokým vybitím odpojením záťaže
- Ochrana článkov pred prebíjaním redukciou napätia alebo prerušením procesu  nabíjania
- Vypne celý systém v dosiahnutí kritickej teploty

Na prvý pohľad sa zdajú byť LiFePO4 batérie finančne nákladnejšie v porovnaní s olovenými batériami. Pri bližšom pohľade a pri zohľadnení dlhej životnosti, vysokej spoľahlivosti a vysokej účinnosti je LiFePO4 batéria tá správna voľba pre moderné a náročné aplikácie.

Batéria je vybavená dvojicou kabeláže pre napojenie na VE.Bus BMS zariadení.

Vyžaduje jedno z týchto zariadení BMS:
VO. Bus BMS / VE.BUS BMS V2 - odporúčané pre systémy s našimi striedačmi / nabíjačkami.
Small BMS – odporúča sa na použitie v malých systémoch.
Smart BMS 12/200 – odporúčané na použitie vo vozidlách a lodiach so systémami s DC záťažami a alternátormi.
Smart BMS CL 12/100 – odporúčané na použitie vo vozidlách a lodiach so systémami s DC záťažami a alternátormi.
Lynx Smart BMS