LiFePO4 バッテリーの充電について知っておくべきことすべて

当社のお客様は、リン酸鉄リチウム電池の充電について困惑されています。そこで、これらの質問をまとめて記事を再作成しました。お客様が 鉛蓄電池をLiFePO4電池に置き換える鉛蓄電池充電器でリチウム電池を充電できるかどうかを知りたいと考えています。

LIFEPO4 バッテリーを酸性鉛充電器で充電しないでください。

このアクションは、LiFePO4 バッテリーのパフォーマンスと寿命に影響します。リン酸鉄リチウム バッテリーの充電に関するこれらの問題について詳しく説明します。

LiFePO4 バッテリー充電の基本物理学とは何ですか?

LiFePO4 バッテリーは、その材質により充電特性が異なります。充電曲線は鉛蓄電池とは異なります。LiFePO4 バッテリーは、充電プロセスと充電方法がよりシンプルであることで知られています。充電曲線は比較的平坦であるため、複雑な充電アルゴリズムを必要とせずに一定電圧で充電できます。

LiFePO4 バッテリー充電モード

この曲線は LiFePO4 バッテリーの充電モードを示しており、XNUMX つのフェーズをカバーしています。

T1：CC(定電流)相

CC フェーズでは、lifepo4 バッテリーは定電流で充電されます。電圧は定電圧の設定値に達するまで徐々に増加します。定電圧値は充電方法によって異なります。

T2：CV(定電圧)相

CV フェーズでは、バッテリーは一定の電圧に維持されます。同時に、充電電流は徐々に減少し、トリクル電流とも呼ばれる 2A (0.02C) の終端電流に達します。終了電流に達すると、充電プロセスが中断され、バッテリが完全に充電されたことが示されます。

充電プロセスの CC ステージと CV ステージは、充電電流と電圧を制御するために実装されており、バッテリ充電プロセスの安全性と有効性が確保されていることに注意することが重要です。これらの段階の特定のパラメーターと期間は、充電器とバッテリーの種類によって異なる場合があります。

鉛蓄電池充電モード

この曲線は、3 つのフェーズを含む鉛蓄電池の充電モードを示しています。

T1：バルク/ブーツフェーズ

この段階では、バッテリーは最大電流容量で充電されます。電圧は吸収電圧設定値に達するまで着実に上昇します。この段階は、リン酸鉄リチウム (LiFePO4) バッテリー充電における定電流 (CC) 段階に似ています。

T2：吸収期

バッテリー電圧が吸収電圧設定値に達すると、電圧は一定に保たれますが、バッテリーが完全に充電されるまで (10 ～ 20% 以内)、電流は徐々に減少します。過充電を防ぐため、吸収段階は通常 3 時間を超えないようにしてください。この段階は、LiFePO4 バッテリー充電における定電圧 (CV) 段階に似ています。

T3：フロートフェーズ

吸収段階の後、バッテリー電圧はフロート電圧設定値まで低下し、電流は低い維持レベルまで低下します。この段階では、バッテリーの放電が防止され、自己放電が抑制されます。バッテリーが大幅に放電した場合、コントローラーは充電プロセスをバルク/ブーストまたは吸収段階に戻し、自己放電中に失われたエネルギーを補充します。

鉛酸バッテリの充電モードは、LiFePO4 バッテリの充電モードと類似点がありますが、いくつかの重要な違いがあります。通常、鉛酸バッテリーは、LiFePO4 バッテリーと比較して吸収電圧設定値が低く、フロート電圧設定値もわずかに低くなります。さらに、鉛蓄電池は充電中に硫酸塩の結晶を生成する可能性があるため、容量の低下を防ぐために定期的な均等充電が必要になります。

リン酸鉄リチウム電池を適切に充電するにはどうすればよいですか?

LiFePO4 バッテリーを適切に充電すると、寿命とパフォーマンスが保証されます。ただし、多数の充電オプションが利用できるため、ユーザーはどれが最適な充電ソリューションかを決定するという大きな課題に直面しています。 LiFePO4 バッテリーを充電するには、LiFePO4 バッテリー充電器、発電機、ソーラー パネルという XNUMX つの信頼できる方法をお勧めします。

リン酸鉄リチウム電池充電器

リン酸鉄リチウム電池充電器は、リン酸鉄リチウム電池を充電するための最も一般的で信頼性の高い方法です。 LiFePO4 バッテリ充電器には通常、過充電保護、温度監視、自動シャットオフなどの高度な機能が搭載されており、バッテリの寿命と安全性がさらに向上します。

lifepo4 バッテリーを専用のリン酸鉄リチウム バッテリー充電器で充電し、充電器をバッテリーに直接接続してください。充電器は自動的に充電プロセスを完了します。

次の表に従って、適切な充電モードを選択できます。

バッテリーシリーズ	最適な充電電圧	充電電圧範囲
12V	14.4V	14.2V-14.6V
24V	28.8V	28.4V-29.2V
36V	43.2V	42.6V-43.8V
48V	54.0V	53.25V-54.75V
51.2V	57.6V	56.8V-58.4V

発生器

野外活動や電力が限られている遠隔地にいる場合、発電機は充電に理想的な選択肢です。 lリン酸鉄リチウム電池。発電機を使用してリン酸鉄リチウム電池を充電する場合は、次の点に注意してください。

• 発電機の電力がバッテリーの充電要件を満たすのに十分であることを確認してください。発電機の電力はバッテリー充電器の定格電力以上である必要があります。
• 発電機の出力電圧とバッテリー充電器の入力電圧の互換性を確認してください。ほとんどの発電機の出力電圧は 220V ですが、バッテリー充電器の入力電圧は通常 12V または 24V です。インバーターを使用して、発電機の AC 電力を lifepo4 バッテリー充電器に必要な DC 電力に変換する必要があります。
• 正しい充電電圧と電流を設定してください。リン酸鉄リチウム電池の充電電圧は 3.0V ～ 3.65V であり、充電電流は電池容量の 0.5C を超えてはなりません。

AC 発電機または発電機が DC 出力をサポートしている場合は、バッテリーと発電機の間に DC-DC 充電器を追加する必要があります。オルタネーター/発電機が AC 出力をサポートしている場合は、上記の「LiFePO4 バッテリー充電器」で推奨されているように、バッテリーと発電機の間に適切なバッテリー充電器を追加します。

CM Batteries' LiFePO4 バッテリーは、AC 発電機または発電機を使用して充電できるため、さまざまな電源に対して柔軟な充電オプションが提供されます。

ソーラーパネル

ソーラーパネルを使用して LiFePO4 バッテリーを充電することは、環境に優しく持続可能な方法です。ただし、ソーラー充電コントローラーを使用してソーラーパネルの出力電圧を調整し、バッテリーの充電電圧制限を超えないようにする必要があります。

ソーラーパネルで充電する場合は、次の手順に従ってください。

• ソーラーチャージコントローラーをソーラーパネルに接続します。
• ソーラー充電コントローラーの出力電圧をバッテリーの公称電圧に設定します。
• ソーラーチャージコントローラーをバッテリーに接続します。
• 太陽電池パネルは太陽光が十分に当たる場所に設置してください。
• バッテリー電圧を監視して、充電電圧制限を超えていないことを確認します。

典型的な 12V 100Ah LiFePO4 バッテリー 300W ソーラー パネルを使用して充電できるため、4.5 日以内にバッテリーを完全に充電できます (XNUMX 日あたり XNUMX 時間の太陽光に実質的にさらされた場合)。

さらに、ソーラーパネル充電は、キャンプ、釣り、ハイキング、屋外作業などの野外活動に頻繁に従事する人にとって便利です。ポータブルソーラーパネルを簡単に持ち運んで、バッテリーを充電するために設置することができます。騒音を発生させたり、有害なガスを排出したりする可能性のあるコンセントや発電機に頼る必要はありません。

冬にリン酸鉄リチウム電池を充電する

リン酸鉄リチウム電池は、鉛蓄電池と比較して、低温での高容量の保持率が高くなります。冬の間に最適な充電パフォーマンスを確保するには、次のガイドラインを考慮してください。

• 可能であれば、適度な温度範囲を維持するために、バッテリーを温度管理された環境に保管してください。
• バッテリーを断熱するか、サーマルラップを使用して、低温からさらに保護してください。
• バッテリーの性能や全体的な寿命に悪影響を与える可能性があるため、バッテリーを極度の低温に長時間さらさないでください。
• 寒い天候でバッテリーを充電する場合は、充電プロセスを最適化できる、低温充電専用に設計されたバッテリー充電器の使用を検討してください。
• 充電中および放電中のバッテリー温度を監視して、推奨動作範囲内にあることを確認してください。
• バッテリーが極度に低い温度にさらされた場合は、潜在的な損傷を避けるために、充電する前にバッテリーが適度な温度まで暖まるまで待ってください。

CMBの LiFePO4 バッテリーは、-20°C ～ 45°C (-4°F ～ 113°F) の温度範囲で安全に充電できます。

当学校区の CMB 12V 100Ah LiFePO4バッテリーは低温電源オフ保護機能を備えています。インテリジェントBMS（バッテリー管理システム）には低温保護機能が組み込まれており、温度が32°Fを下回ると充電が停止し、損傷を回避します。低温保護下でバッテリーを充電する必要がある場合は、 (Comma Separated Values) ボタンをクリックして、各々のジョブ実行の詳細（開始/停止時間、変数値など）のCSVファイルをダウンロードします。 保護を解除し、緊急時に備えバッテリーを充電します。

CM Batteries 寒い冬に適した自己発熱シリーズも提供しています。 CMB LiFePO4自己発熱バッテリー 従来のバッテリーに比べて自己発熱機能が向上しました。充電温度が 41°C (5°F/50°C) を下回ると、自己加熱機能が自動的に作動します。温度が 10°F/XNUMX°C に達すると、加熱が停止し、バッテリーは通常どおり充電されます。低温環境による影響を心配する必要はありません。

LiFePO4 バッテリーを並列充電するにはどうすればよいですか?

LiFePO4 バッテリーには、高い放電率や長寿命などの利点がありますが、安全性と最適なパフォーマンスを確保するために、それらを並行して充電するには特別な予防措置が必要です。重要なポイントの内訳は次のとおりです。

• 事前充電: 前に各 LiFePO4 バッテリーを個別に充電します。 並列に接続する. これにより、すべてのバッテリーが同様の電圧レベルに保たれ、電流サージやセルの不均衡のリスクが最小限に抑えられます。
• 電圧バランス: 充電後、数時間後に電圧計で各セルの電圧を確認します。任意の 50 つのセル間の電圧差が 0.05mV (XNUMXV) 未満になるようにしてください。大きな電圧差はセルの不均衡を示しており、バッテリの性能と寿命が低下する可能性があります。このような場合、バッテリーを並列に接続する前に、不均衡に対処するためのバッテリーメーカーの推奨事項を確認してください。
• バランスの維持: バッテリーパックの容量を経時的に監視します。容量の減少は、セルの不均衡を示している可能性があります。このような場合は、並列接続を切断し、各セルを個別に充電してバランスを再調整してください。

LiFePO4 バッテリーを直列で充電するにはどうすればよいですか?

並列接続と同様に、各バッテリーを個別に充電し、電圧計を使用して各バッテリーの電圧をチェックして、0.05V または 50mV 以内であることを確認する必要があります。その後、バッテリーを直列に接続できます。

電圧の異なる電池を混合しないように注意してください。異なる電圧のバッテリーを使用すると、充電速度と放電速度が不均一になり、バッテリー間の歪みや不均衡が生じる可能性があります。バッテリーのバランスが崩れた場合は、バッテリーを取り外し、個別に充電してから再接続してください。

直列接続されたリチウム電池の充電には複数の充電器を使用することを強くお勧めします。これは、充電プロセス中に各バッテリーが同時に、しかし独立して充電されることを意味します。

LiFePO4 バッテリーの充電にはどのくらい時間がかかりますか?

LiFePO4 リチウム電池の充電時間は、電池容量、充電電流、充電プロセス開始時の初期充電状態などのさまざまな要因によって異なります。ただし、一般的な見積もりとして、LiFePO4 バッテリーは通常、完全に充電されるまでに約 2 ～ 6 時間かかります。

充電時間は充電器の仕様や機能によって影響を受ける可能性があることに注意することが重要です。高速充電器を使用すると、充電時間を大幅に短縮できます。推奨される充電電流、推定時間、最適な充電方法については、必ずバッテリー メーカーのガイドを参照してください。

LiFePO4 バッテリーを充電するための 4 つのヒント

ヒント1：専用のLiFePO4バッテリー充電器を使用する

• バランスの取れた充電を保証し、過充電/過充電を防ぎます。
• 正しい電圧と電流レベルを提供します。
• 温度監視や保護などの追加機能を提供するものもあります。

ヒント2：正しい電圧と電流で充電する

• 推奨電圧: lifepo4 バッテリーの仕様による
• 推奨電流: バッテリー容量の 20 ～ 30%。
• 正しい充電電流については、特定のバッテリーの仕様を確認してください。

ヒント3：極端な温度での充電は避ける

• 共通バッテリーをお使いの場合は、0°C以下または45°C以上で充電しないでください。ただし、 CMB LiFePO4 バッテリーは、-20°C の低温でも充電でき、お客様の特定のニーズに合わせてカスタマイズされます。
• CMB LiFePO4 バッテリーは、非常に高温または低温でも充電できます。動作機能を向上させるために、冷却液または加熱パッドを採用しています。 

ヒント4：充電が完了したら充電器を取り外します

• 過充電を防ぎ、バッテリー寿命を延ばします。
• ほとんどの充電器には過充電保護機能がありますが、充電の進行状況を監視します。
• 高品質の BMS は過充電保護を提供しますが、確実ではありません。

この記事で紹介した充電モードだけに注目すべきではありません。代わりに、より速く、より安全に充電し、速度を調整できるマルチステージ充電器を選択してください。持続可能性を優先する場合は、冒険で継続的に電力を供給できるソーラー パネルを検討してください。ただし、初期コストと太陽光への依存を忘れないでください。充電ガイドラインに従って、デバイスが安全かつ確実に動作し、寿命を最大限に伸ばすことができます。

LiFePO4 バッテリー パックについてさらに質問がある場合は、 詳細についてはお気軽にお問い合わせください.