¿Cuáles son los problemas con la carga flotante de LiFePo4? ¿Cómo debo cobrarlos?

La única razón para hacer flotar la batería es amortiguar los requisitos de carga/descarga.

El voltaje de flotación elegido dependerá de qué tan rápido debe ocurrir la recarga y qué SOC debe mantenerse. Hubo un estudio de calendario de envejecimiento vs SOC (Journal of The Electrochemical Society, 163 (9) A1872-A1880 (2016)) que mostró una pérdida de capacidad del 6 % durante 9 meses para SOC entre 80 y 100 %, pérdida de 3 % para SOC del 40 al 70%, y sin pérdidas al 0% SOC. Si se usara el rango de 40 a 70%, no habría preocupaciones de sobrecarga y no habría mucha preocupación por la tasa de recuperación.

En este caso, un voltaje de flotación de 3.315 V podría funcionar bien, pero no estaría seguro de estar trabajando contra el 70 % de SOC deseable para el almacenamiento de energía. En mi caso, quiero tener tanta energía disponible como pueda y dado que no hay diferencia en el envejecimiento del 80 al 100 % SOC, quiero empujar el 100 % y la sobrecarga se convierte en una preocupación. Uso la energía solar fotovoltaica de fuente variable y la carga es varias cosas en mi casa. Miré algunas tarifas de carga fraccionarias C que publiqué aquí. Para flotar, la curva verde en la fig. 2 es más útil (verá que se requiere un voltaje más alto para cargar, luego puede volver a flotar). Para mis propósitos, un flotador de 3,40 V parece ser un buen compromiso entre la capacidad de respuesta y el riesgo de sobrecarga. Una de las celdas A123 especifica un flotador de 3,45 V, que es superior al necesario para mis celdas QH ( https://www.lifepo4-batteries.com ).

La batería LFP tendrá un voltaje sin carga que varía un poco con SOC. Digamos que su LFP permanece inactivo a 13,30 voltios cuando está cargado al 80 % y desea mantenerlo allí. Podría hacerlo flotar a 13,30 V y no se produciría ninguna carga más allá de compensar la ligera autodescarga que, de otro modo, provocaría una ligera caída del voltaje (durante algunos meses). Lo mismo ocurre con otros niveles de SOC. Este enfoque sería adecuado para una batería conectada a alguna carga, pero desea que su cargador lleve esa carga, no la batería. Nuevamente, configuraría el cargador para que la batería flote a ese voltaje (13.30 en el ejemplo anterior) y el cargador transportará la carga sin cargar la batería. Pero, si no habrá carga en la batería, no tiene sentido dejarla flotando porque la tasa de autodescarga es muy pequeña. Incluso un período de inactividad de seis meses no reducirá mucho el cargo; tal vez un por ciento o dos. Un monitor LFP SOC generalmente será un contador de coulomb o AH y no registrará la autodescarga.

Las baterías LiFePO4 tienen una impedancia interna muy baja, por lo que la carga de voltaje constante no funciona bien. Esencialmente, usted proporciona corriente a la batería y controla el voltaje.

No dice mucho acerca de su aplicación, pero estas baterías tendrán una vida útil máxima cuando se mantengan en el rango de carga del 50-80%, por lo que la carga flotante es una mala idea. Dado que muestran cambios muy pequeños en el voltaje con el nivel de carga, no será fácil hacer esto de manera simple.

Si observa sus hojas de datos, debería haber una curva de carga. Esto mostrará que alrededor del 90% de la carga, el voltaje comienza a aumentar rápidamente. Si diseña su cargador para que tome el voltaje en este punto y luego lo apague, le dará la aproximación más fácil a esto.

La gran pregunta es cuándo volver a encender el cargador. Esto dependerá de su aplicación, pero mi mejor sugerencia sin entrar en la medición de amperios por hora es usar un retraso que pueda configurar para adaptarse a su aplicación y la capacidad de la batería.

La tecnología LiFePO4 no es tan sensible a la sobrecarga como las baterías de iones de litio normales, que tienden a destruirse. El problema de la carga flotante es

1. su cargador produce disipación de energía,
2. una celda llena tiende a convertir la potencia aplicada en calor, lo que acelera el envejecimiento,
3. es probable que el electrodo produzca litio puro a partir de los iones de litio, lo que reduce la capacidad.

En resumen, la carga flotante de LiFePO4 no es tan peligrosa como la sobrecarga de las baterías de iones de litio normales, pero tiene una mala influencia en el envejecimiento de las células. La mejor práctica es cargar las celdas con CC, luego con CV. Si la corriente cae por debajo de cierto límite (por ejemplo, 5% de C), apague la carga.

Soy un principiante investigando esto también.

Por lo que entiendo, una vez que la química esté completamente cargada, la corriente adicional dañará la batería.

Este artículo sugiere que las LiFePO4 son químicamente tan diferentes que la carga flotante simplemente no es una metodología relevante. Quizás por eso nadie se ha molestado en responder a esta pregunta todavía.

¿Es posible? Tal vez. Pero la única razón legítima es ser demasiado perezoso para implementar la solución correcta.

LFP flotante es un tema complejo y lo abordaré más adelante. La conclusión es evitar los bancos LFP flotantes si puede. Algunos han argumentado que un voltaje de flotación de 3,35 VPC o menos (13,4 V para un banco de 12 V) no es muy dañino. Recuerde que este tipo de carga lo mantiene en el rango superior de SOC durante largos períodos de tiempo y estas baterías prefieren permanecer en 50-60 % SOC cuando no se usan, no en 90 %+ SOC . ¿Puede flotar a 3,35 VPC o menos? Claro que puede hacer lo que quiera, pero no sabemos realmente los efectos a largo plazo, aparte de decir que es probable que acorte la vida . De los más o menos 80 documentos técnicos que tengo sobre las baterías LFP, ninguno de ellos se ha ocupado del uso fraccional "C" y la flotación a 3,35 V o menos, ni uno solo. [énfasis añadido]

La carga flotante a menos de la carga completa no es un gran problema, ya que normalmente descargará las baterías según las necesidades y, por lo general, esto ocurre muchas veces durante un período de 24 horas. Lo importante que debe recordar es mantener su voltaje de flotación alrededor de 3.5 voltios o menos por celda. Encontrará que la corriente se acercará a 0 amperios una vez que el SOC alcance su voltaje de flotación. LiFePo4 no es una reacción química mágica woo woo. Nuestras leyes físicas todavía se aplican, como la ley de ohmios. Diría que el voltaje de "flotación" es algo inapropiado una vez que se observa la dinámica.