LiFePO4
個人 LiFePO4 セルの公称電圧は約3.2Vまたは3.3Vです。複数のセルを直列（通常は4つ）で使用して、リン酸鉄リチウム電池パックを構成します。
- 4つのリン酸鉄リチウム電池を直列に使用すると、満杯になると約12.8〜14.2ボルトのパックになります。これは、従来の鉛蓄電池またはAGMバッテリーに最も近いものです。
- リン酸鉄リチウム電池は、重量比で鉛酸よりも細胞密度が高い。
- リン酸鉄リチウム電池は、リチウムイオンよりも細胞密度が低い。これにより、揮発性が低くなり、より安全に使用できるようになります。AGMパックのほぼ1対1の代替が提供されます。
- リチウムイオンセルと同じ密度に到達するには、リン酸鉄リチウムセルを並列に積み重ねて容量を増やす必要があります。したがって、同じ容量を実現するには、より多くのセルを並列に必要とするため、リチウムイオンセルと同じ容量のリン酸鉄リチウムバッテリーパックは大きくなります。
- リン酸鉄リチウム電池は、リチウムイオン電池を摂氏+60度以上で使用してはならない高温環境で使用できます。
- リン酸鉄リチウム電池の一般的な推定寿命は、最大10年間で1500〜2000回の充電サイクルです。
- 通常、リン酸鉄リチウムパックは350日間充電できます。
- リン酸鉄リチウム電池の容量は、鉛蓄電池の4倍（4倍）です。
リチウムイオン
個人 リチウムイオン セルの公称電圧は通常3.6Vまたは3.7ボルトです。複数のセルを直列（通常は3つ）で使用して、約12ボルトのリチウムイオンバッテリーパックを構成します。
- 12vパワーバンクにリチウムイオンセルを使用するには、3つ直列に配置して12.6ボルトパックにします。これは、リチウムイオンセルを使用して、密閉型鉛蓄電池の公称電圧に到達できる最も近い値です。
- リチウムイオンセルは、前述のリン酸鉄リチウムよりもセル密度が高くなっています。これは、必要な容量のためにそれらの使用を少なくすることを意味します。セル密度が高くなると、揮発性が高くなるという犠牲が伴います。
- リン酸鉄リチウムと同様に、リチウムイオンセルを並列に積み重ねてパックの容量を増やすこともできます。
- リチウムイオンバッテリーの一般的な推定寿命は、2〜3年または300〜500充電サイクルです。
- 通常、リチウムイオンパックは300日間充電できます。
パック電圧
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リチウムイオン電池パックに3セルを直列に使用する理由は電圧です。 4Sリチウムイオンパックは、いっぱいになると電圧が高すぎます（〜16.8v）。対照的に、3sリチウムイオンパックのローサイドがその電圧曲線の終わりに提供できるよりも多くの電圧を必要とするいくつかの無線機があります。それでも4Sリチウムイオンパックを使用したい場合は、電圧出力を管理するためにDCDCレギュレーターを統合する必要があります。または、2番目の段落で触れたように、14.2〜14.4vが完全に充電されているリン酸鉄リチウム電池を使用することもできます。これはほとんどの無線機にとって完全に問題ありませんが、無線機の電圧要件を読んでください。
充電
リン酸鉄リチウム+リチウムイオンセルの充電は非常に似ています。どちらも定電流を使用し、次に充電に定電圧を使用します。チャンネルのDIYバッテリーパックの1つについて話している場合、ソーラーまたはデスクトップの充電は通常2つの部品で行われます。
- まず、電圧源と電流源があります。これは、たとえば、調整可能なバック、またはソーラーパネルにすることができます。
- 次に、充電コントローラーがあります。これにより、BMSに給電する電圧/電流源からの電圧と電流が調整されます。
- 最後に、BMSは調整された電圧をパックに送信します。また、他のセルよりも電圧が高いセルから電圧を放出します。これは他の人に追いつく機会を与えます。 Bioennoの発言にもかかわらず、規制されていないソースをバッテリーに直接接続しないでください（BMSかどうかにかかわらず！）。
寒波
すべてのバッテリーと同様に、寒さはリチウムイオンセルまたはリン酸鉄リチウムセルの充電能力に影響を与えます。したがって、バッテリーが氷点下に下がらないようにするために何かをする必要があります。バッテリーの充電は、寒い季節にシェルターを配置する理由の1つです。シェルター内の温度を氷点下に保つのは比較的簡単ですが、太陽光発電や発電機はテントの外に置いたままにします。これらのセルを氷点下に保つために利用される1つのトリックは、それらと無線機器をエンクロージャ内に保つことです。すべての無線機は熱を発生させるため、換気を（ある程度）制限すると、無線機からの熱によってバッテリーの周囲の空間が大幅に暖まります。別のトリックは、バッテリーコンパートメントの近くまたは内部で化学ハンドウォーマーを使用することです。ポイントは常識を使うことです。バッテリーを氷点下まで充電してはならないことがわかっているので、運用方法を変更するだけで簡単に修正できます。
バランシング
直列に複数のセルを含むパックを作成する場合は、パック内または充電器内のセルのバランスをとる必要があります。
パックを作成する方法を示すYouTubeのビデオやブログを誰かが作成できるからといって指摘することが重要ですが、必ずしも彼らが何をしているのかを正確に知っているとは限りません。
つまり、手動でセルのバランスを取るか、アクティブにセルのバランスを取る必要があります。私のバッテリーパックプロジェクトの1つを構築していて、そのパックを同時に充電および放電しながら使用する場合は、アクティブバランシングが適しています。一方、そのパックを放電のみに使用し、それらをフィールドに取り出して放電し、帰宅後に充電する場合、技術的には、パックの放電中にバランスをとる必要はありません。セルを完全な4sまたは3sパックとして充電する場合は、バランス充電が必要か、個別に充電する必要があります。もちろん、18650バッテリーを使用していて、充電器が一度に複数のセルを充電できる場合は、問題ありません。
BMSの選択
次の段落は、完全なバッテリパックを構築したい方にのみ関係します。上記の段落を読んだところで、リチウムイオンとリン酸鉄リチウムの間の電圧は独特であることを理解しました。これは、バッテリーパックに使用するBMSがリチウムイオンまたはリン酸鉄リチウムに固有であることも意味します。チャンネルのプロジェクトでは、さまざまなバランシングボードを見つけることができます。必要な機能によってバランスボードを選択します。ボードを選択する前に、次のことを知っておく必要があります。
- ボードをプルしたいアンプの数
- 連続するセルの数
- リチウムイオン電池かリン酸鉄リチウム電池か
- ボードはセルバランシングを提供しますか（BMSを使用している場合は、常にセルバランシングで1つを取得します）
これらの番号があれば、それらを使用して、サプライヤーから適切なBMSを選択できます。要件を理解するまでは、価格を見ることさえすべきではありません。また、eBayとAlibabaの売り手にも注意する必要があります。彼らはしばしば、実際に提供するよりもはるかに優れた機能を持つBMSボードに誤ってラベルを付けます。だからあなたの常識を使用してください。 BMSから15アンペアを引き出すつもりなら、通常30アンペアの定格のeBayから購入します。
なぜ他にBMSをプロジェクトに統合したいのですか？優れたBMSには、次の機能もあります。
- 過電圧保護
- 不足電圧保護
- 短絡保護
- バランシング
BMSを使用しないように言われたり、バランシングが不要である場合、BMSが提供する追加の保護を理解せずに使用します。思考の糧！
リチウムvs SLA放電グラフ
時々、どんなに頑張っても、同じ容量の密閉型鉛蓄電池は、リチウムイオンパックやリン酸鉄リチウムパックと同じか、それよりも優れていると錯覚し続けます。これは通常、価格に基づいています。それはまったくナンセンスです！
ここにいくつかの事実があります。
- 鉛蓄電池を使用しない最大の理由は重量です。リチウムおよびリン酸鉄リチウムパックは重量の何分の1かでありながら、より高いセル密度を提供します。これは、サイズ/重量を増加させることなく、より長い稼働時間、またはフィールドではるかに長い間私たちのギアに動力を供給する能力につながります。
- 小型の密閉型鉛蓄電池は、高負荷時に極端な電圧降下があります。高アンペア数のアプリケーション用に設計されたことはありません。実際、小型の密閉型鉛蓄電池は、長期間にわたって小さな負荷がかかるように設計されています。現代の100ワットの無線機からの典型的な15〜20アンペアを適用すると、大幅な電圧降下が発生します。適切に構築されたリチウムイオンまたはリン酸鉄リチウムパックは、鉛蓄電池と同じ電圧降下を示しません。実際、負荷がかかっている状態では、リチウムイオンとリン酸鉄リチウムのパックを放電している間、電圧は比較的フラットです。
- リチウムイオンまたはリン酸鉄リチウムバッテリーパックに関する幻想の1つは、「充電が難しい」ことです。事実、リチウムイオンとリン酸鉄リチウムのパックは、密閉型鉛蓄電池よりも簡単に充電できます。私たちが知る必要があるのは、直列にあるセルの数と、パック内の個々のセルの電圧です。次に、その数を使用して、定電圧定電流をパックに適用します。これは基本的な数学です！リチウムまたはリン酸鉄リチウムパックを充電する場合、フロート電圧やステージはありません。ちょうど定電圧定電流。バッテリーが電圧曲線の頂点に達すると、バッテリーはフルになります。浮いたり、吸収したりすることはありません。電圧曲線の最上部に達したときに満杯になります。
したがって、インターネットには多くの誤った情報があります。 YouTubeには、調査を知らない、または調査を行っていないYouTuberによって、さらに多くの情報があります。それらを非難しないが、私たち一人一人が私たち自身の研究を行うことが重要です。表面的には、鉛蓄電池のほうが、リチウムイオンやリン酸鉄リチウムパックよりも安く購入できると思います。価格以外にも検討すべきことは他にもたくさんあるので、その質問に対する真の答えが得られます。私のプロジェクトで鉛蓄電池を使用することさえ考えていません。リチウムイオンとリン酸鉄リチウムが残ります。プロジェクトでどちらを使用するべきですか？さてここに私が選ぶ方法があります。
- 徒歩でかなりの距離を超軽量で移動したい場合は、リチウムイオンの方が適しています。セル密度が高いほど、リン酸鉄リチウムよりも小さいパッケージで実行時間が長くなります。
- 私が扱いやすいものを探しているなら、私が伝統的にSLAバッテリーで使用していた3S Li-Ionに比べてより多くのワット時間を求めるなら、LiFePO4がより良い選択です。
- オフグリッドの太陽光発電機の蓄電池に最適な投資を探しているなら、1500〜2000サイクル、メンテナンス不要、10年以上というのは、驚くべきことです。
私たちのプロジェクトの結果は、世界中のあらゆるものと同様に、私たちが行った研究に基づいています。あまり多くの動画を公開しないという批判をよく受けますが、調査やバックグラウンドの作業を行うと、古いだらしない動画を毎日捨てることは不可能です。研究担当者も同様です。結局、それは非常にやりがいのあることでしょう。
リチウム電池での旅行
規則は、日が夜に変わるのと同じくらい簡単に、ある管轄区域から別の管轄区域に変更されます。現時点では、リチウム電池に対する最も厳しい制限が北米への出入りであることが判明しているようです。 FAAとTSAの両方のウェブサイトによると、100ワット時間を超えるリチウム電池は、航空会社の承認があれば、機内持ち込み手荷物に入れることができますが、予備の電池は1人あたり2つに制限されています。リチウム電池の受託手荷物への持ち込みは禁止されています。 FAAもTSAも、リチウムイオンとリン酸鉄リチウムの間に違いはありません。
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