NetPRO JLB 48-100 — литий-железо-фосфатные АКБ

Применение литий фосфатных железо АКБ NetPRO JLB 48-100

• Автономные, гибридные ветровые электростанции.
• Базовые станции операторов мобильной связи.
• Системы бесперебойного электропитания.
• Системы с использованием оперативного постоянного тока.

Преимущества литиевых АКБ по сравнению со свинцово-кислотными

Циклический ресурс в 8-10 раз выше, чем у свинцово-кислотных АКБ.

Литий-ионные аккумуляторы NetPRO серии JLB имеют гораздо больше циклов глубокого заряда-разряда, чем свинцово-кислотные. При увеличении температуры окружающей среды в литий-железо-фосфатных АКБ значительно увеличивается циклический ресурс по сравнению со свинцово-кислотными. Количество циклов для каждого типа аккумуляторной батареи уменьшается с увеличением глубины разряда, разрядного тока и температуры (Рис.1,2), но литий-ионные аккумуляторы наименее чувствительны к этим факторам.

Рис.1

Длительный срок эксплуатации при высоких температурах.

В отличие от свинцово-кислотных АКБ срок эксплуатации литий-ионных в меньшей степени зависит от температурных условий эксплуатации. Например, при 35°С срок службы свинцово-кислотной АКБ сокращается на 50%, а литиевой на 10% от расчетного срока эксплуатации. Литий-ионная технология обеспечивает более длительный срок эксплуатации.
	Рис.2

Срок эксплуатации более чем в 2 раза. Не нуждаются в специальном уходе

Рекордный срок эксплуатации до 20 лет работы в буферном режиме

Продолжительность срока эксплуатации свинцово-кислотных АКБ во многом зависит от условий эксплуатации, но на практике очень часто условия эксплуатации не соблюдаются и срок службы АКБ значительно сокращается.

Литий-ионные АКБ не требуют специального ухода и срок эксплуатации в меньшей степени зависит от условий эксплуатации.

Факторы влияющие на срок службы АКБ

^{*В зависимости от производителя. Для расчета взят обобщенный показатель для коммерческих свинцово-кислотных АКБ средней ценовой категории.}

Значительная производительность при высоких токах разряда.

Напряжение стабильнее и выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

При разряде литиевая батарея стабильно держит номинальное напряжение, указанное в технических характеристиках. Батарея, разряженная на 60%, будет иметь то же напряжение, что и полностью заряженная. После разряда батареи напряжение резко падает. По сравнению со свинцово-кислотными, литиевая батарея отдает больше энергии при высоких токах разряда. Благодаря этим характеристикам вы можете использовать литиевые АКБ более низкой ёмкости, чем свинцово-кислотные, получая такое же время автономной работы. На рис.3 отражена степень разряда батарей по отношению к напряжению при разных токах разряда.

Рис.3

Максимум доступной ёмкости

Высокая допустимая глубина разряда

Допустимая глубина разряда свинцово-кислотной АКБ без отрицательных последствий для срока эксплуатации аккумулятора составляет 60%. В то время как этот показатель для литий-ионных АКБ LiFePO₄ достигает 90% (рис. 4).

Это означает, что имея одинаковую номинальную ёмкость, литий-ионная АКБ может отдать полезной энергии на 50% больше, даже при высоких токах разряда (рис. 5).

Рис.4

Более высокая ёмкость при низких температурах эксплуатации

По сравнению со свинцово-кислотными АКБ, батареи LiFePO4 наименее чувствительны к низким температурам окружающей среды (Рис. 5). Так, например, при разряде током 0,5С при температуре -20°С литий-ионная батарея сохраняет 40% ёмкости от номинальной, а свинцово-кислотная лишь 20%.
	Рис.5

Вдвое выше скорость заряда батареи, отсутствие «эффекта памяти»

Высокие допустимые токи заряда

LiFePО4 допустимо заряжать относительно высокими зарядными токами от 0,5 до 1С (0,5С рекомендуется). В то время как свинцово-кислотные АКБ, без отрицательных последствий срока эксплуатации, заряжаются зарядным током до 0,2С. В связи с этим, благодаря относительно высокому напряжению заряда и силе зарядного тока, литий-ионная АКБ полностью заряжается за 2 часа, а аналогичная по характеристикам свинцово-кислотная — 4-5 часов (Рис. 6). В литий-ионной батарее отсутствует так называемый «эффект памяти». То есть вы можете частично заряжать и разряжать аккумуляторы в любое время, не дожидаясь полного разряда АКБ.

Рис.6

На 40% ниже уровень саморазряда

Низкий уровень саморазряда

При хранении в течение 1 года полностью заряженной батареи LiFePO4 (при температуре 25°С) батарея разрядится на 20%, и в ней останется 80 % начальной емкости. Свинцово-кислотная батарея за год разрядится на 40% и в ней останется 60% начальной емкости. Для литиевой АКБ при хранении высокие температуры оказывают влияние не в значительной степени по сравнению со свинцово-кислотной.Например, в течение 4 месяцев хранения при температуре 45°С литий-ионная батарея сохранит 90% номинальной емкости, а свинцово-кислотная при тех же условиях — 60% (рис. 7).
	Рис.7

Нет необходимости замены зарядного устройства

Процесс заряда идентичен со свинцово-кислотными батареями 

Процесс заряда LiFePO4 подобен процессу заряда свинцово-кислотных батарей с той разницой, что имеет несколько более высокие напряжения и токи заряда и  меньшее время заряда. Литиевые АКБ заряжаются стабилизированным током 0,2-1,0С (рекомендуется 0,5С), стабилизированным напряжением или комбинацией этих двух способов. При двухступенчатой ​​зарядке напряжение сначала повышают стабилизированным током до 2,8-3,6 на элемент (42,5-54,0 В для батареи 48 В). Затем при постоянном напряжении происходит насыщение аккумулятора до полной ёмкости током постепенно уменьшающейся зарядки. Один этап зарядки позволяет аккумулятору набрать 90-95% ёмкости, два – 100%. Температурный диапазон заряда LiFePO4 АКБ заряжается при температуре от 0 до 55°С (рекомендуется 25°С).

Рис.8

Высокая производительность при высоких токах разряда

Разряд батареи производится через нагрузку током разряда до 1С (рекомендуется 0,5С). При повышении тока разряда время автономной работы аккумулятора уменьшается. Допустимая температура разряда для литиевых АКБ составляет от -20 до +55°С (рекомендуется 25°С).
	Рис.9

Легкий вес и компактность

Одним из главных преимуществ батарей LiFePO₄ является высокая плотность энергии.

Благодаря этому литиевые аккумуляторы в 4 раза меньше по объему и массе, чем свинцово-кислотные.

Это значительное преимущество для систем с ограничением по массе. Имея меньшую массу в 4 раза, батареи LiFePO₄ гораздо удобнее использовать на передвижных/мобильных установках, а также на объектах, доставка которых осуществляется транспортными средствами с ограниченной грузоподъемностью.

Рис.10

Безопасность и экологичность

• Литий-ионные аккумуляторы при эксплуатации в нормальном режиме не содержат металлического лития и безопасны при эксплуатации.
• Не взрываются при внутреннем коротком замыкании.
• Относятся к горючим трудновоспламеняющимся изделиям. Корпус призматических элементов, из которых собраны батареи, производится из трудновоспламеняющихся материалов.
• При работе этого аккумулятора не выделяются вредные и опасные вещества. Поскольку элементы LiFePO₄ герметические и при их эксплуатации не выделяются газы, эти аккумуляторы могут быть размещены в обычных шкафах промышленного исполнения и размещаться в электротехнических помещениях общего назначения в непосредственной близости от другого оборудования.

Основную роль в обеспечении безопасной эксплуатации играет встроенная система управления аккумулятором — BMS (Battery Management System).

Интегрированная система управления батареей

Система управления батареей (BMS) – электронная система, управляющая зарядным разрядным процессом аккумуляторной батареи, отвечает за безопасность ее работы, проводит мониторинг состояния, оценку вторичных данных работоспособности.

Функции встроенной системы управления аккумулятором (BMS)

• Обеспечение работы с гибридными инверторами для солнечных и ветровых источников энергии.
• Автоматическая балансировка заряда аккумуляторов, входящих в состав аккумуляторного блока.
• Дистанционный мониторинг, управление и диагностика.
• Защита каждого отдельного аккумулятора и батарейного блока по току заряда и разряда выше или ниже установленных показателей.
• Защита каждого отдельного аккумулятора и батарейного блока по напряжению заряда и разряда выше или ниже установленных показателей.
• Защита каждого отдельного аккумулятора и батареи в целом при заряде и разряде от температур выше или ниже установленных показателей.
• Защита от короткого замыкания
• Автоматическое отключение батареи при отсутствии нагрузки или питания

Дополнительные преимущества литий-ионных батарей

• Экономия места в помещении, уменьшение стоимости и облегчение процесса доставки и установки.
• Простота установки благодаря встроенной системе управления батареей (BMS).
• Удобный форм-фактор. Совместимость с телекоммуникационными стойками RACK 19 дюймов.
• Гарантийный срок эксплуатации в 5 раз выше, чем у свинцово-кислотных, что уменьшает риски в случае производственного брака АКБ, обнаруженного во время эксплуатации.
• Возможность удаленного мониторинга, контроля и диагностики батареи.
• Возможность подключения до 15 дополнительных блоков для увеличения ёмкости при необходимости. Нет необходимости приобретать сразу батарею высокой ёмкости.