A LiFePO4 Die Zelle hat eine Nennspannung von etwa 3.2V, während viele LiFePO4 Ladegeräte verwenden üblicherweise 3.5–3.65 V pro Zelle als oberen Ladebereich. Ein typischer Entladetest des Herstellers endet bei etwa 2.5 V pro Zelle, jedoch sollten weder 3.65 V noch 2.5 V automatisch als Zielwert für den täglichen Betrieb angesehen werden.
Schnellen LiFePO4 Zellspannungsreferenz
| Anforderungen | Typische Zellspannung |
|---|---|
| Nennspannung | 3.2V |
| Normales Betriebsplateau | Etwa 3.2–3.4 V |
| Oberer Ladebereich | Etwa 3.5–3.65 V |
| Obergrenze für gemeinsame Gebühren | 3.65V |
| Niedrig SOC Region | Ungefähr 3.0–3.2V |
| Typischer Hersteller-Testgrenzwert | Um 2.5V |
| Nachfolgende Zellspezifikation | Zellabhängig |
Wichtig ist, dass Nennspannung, Ladespannung, Ruhespannung, Entladeschlussspannung und BMS Die Schutzspannungen haben unterschiedliche Spezifikationen.
Welche Spannung sollte ein LiFePO4 Zelle Be?
Ein gesunder LiFePO4 Die Zelle wird einen Großteil des normalen Betriebs zwischen etwa 3.2V und 3.4 V, mit 3.2V wird als Nennspannung verwendet. Die Spannung kann während des Ladevorgangs kurzzeitig auf 3.5–3.65 V ansteigen und anschließend wieder darunter fallen. 3.2V wenn sich die Zelle einem niedrigen Ladezustand nähert.
Der entscheidende Fehler besteht in der Annahme, dass ein LiFePO4 Die Zelle sollte immer messen 3.2V.
Das 3.2V Der Wert ist ein Nominalwert, d. h. es handelt sich um eine Referenzspannung, die für Batteriespezifikationen und Systemberechnungen verwendet wird, und nicht um eine feste Betriebsspannung.
Beispielsweise:
- 1 LiFePO4 Zelle: 3.2V nominal
- 4 Zellen in Reihe: 12.8 V Nennspannung.
- 8 Zellen in Reihe: 25.6 V Nennspannung.
- 16 Zellen in Reihe: 51.2V nominal
Avepower verwendet das gleiche 3.2V Nennzellspannung beim Vergleich LiFePO4 mit herkömmlicher Lithium-Ionen-Chemie.
Die tatsächliche Klemmenspannung ändert sich mit:
- Ladezustand
- Lade- oder Entladestrom
- Zellentemperatur
- Innenwiderstand
- Zellalter
- Entspannungszeit
- Zellchemie und Hersteller
- Aktuelle Lade- oder Entladeaktivität
Ein Messwert der Zelle von beispielsweise 3.27 V bedeutet daher nicht automatisch, dass etwas nicht stimmt.
Was ist der LiFePO4 Zellspannungsdiagramm nach Ladezustand?
A LiFePO4 Die Spannungstabelle bietet eine nützliche Referenz zur Abschätzung des Ladezustands der Batterie, die Messung sollte jedoch idealerweise nach einer Ruhephase der Batterie erfolgen. LiFePO4 Die Zelle ist typischerweise 3.2V nominell, während gängige Akkupacks mehrere Zellen in Reihe schalten, um 12.8 V bzw. 25.6 V zu erzeugen. 48V or 51.2V Systemen.
Die folgende Tabelle vergleicht typische LiFePO4 Zell- und Batteriespannungen in verschiedenen Ladezuständen. Die Werte basieren auf der gleichen Zellspannungsbeziehung bei in Reihe geschalteten Zellen.
| State of Charge | 3.2V Zelle (1S) | 12V / 12.8 V (4S) | 24V / 25.6 V (8S) | 48V (15er) | 51.2V (16S) |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 % – Aufladung | 3.65V | 14.60V | 29.20V | 54.75V | 58.40V |
| 100 % – Ruhe | 3.40V | 13.60V | 27.20V | 51.00V | 54.40V |
| 90% | 3.35V | 13.40V | 26.80V | 5025V | 53.60V |
| 80% | 3.32V | 13.28V | 26.56V | 49.80V | 5312V |
| 70% | 3.30V | 13.20V | 26.40V | 49.50V | 52.80V |
| 60% | 3.27V | 13.08V | 26.16V | 49.05V | 52.32V |
| 50% | 3.26V | 13.04V | 26.08V | 48.90V | 52.16V |
| 40% | 3.25V | 13.00V | 26.00V | 48.75V | 52.00V |
| 30% | 3.22V | 12.88V | 25.76V | 48.30V | 51.52V |
| 20% | 3.20V | 12.80V | 25.60V | 48.00V | 51.20V |
| 10% | 3.00V | 12.00V | 24.00V | 45.00V | 48.00V |
| Technische Untergrenze | 2.50V | 10.00V | 20.00V | 37.50V | 40.00V |
Die Zellchemie, die Temperatur, die Alterung, die Lade-/Entladerate, die Hysterese, die Messgenauigkeit und die Ruhezeit der Batterie können alle die Spannung beeinflussen.SOC Beziehung.
3.2V LiFePO4 Zellspannungsdiagramm
Ein einzelner LiFePO4 Die Zelle hat eine Nennspannung von etwa 3.2V Die Spannung erreicht typischerweise gegen Ende des Ladevorgangs etwa 3.65 V. Über einen Großteil ihrer nutzbaren Kapazität bleibt die Zelle jedoch in einem engen Spannungsbereich, daher sollte die Spannung nur als Näherungswert verwendet werden. SOC Anzeige.
12V LiFePO4 Batteriespannungsdiagramm
Ein typischer 12V LiFePO4 Die Batterie ist eigentlich eine 12.8-V-Nennspannung-4S-Batterie, die aus vier Zellen besteht. 3.2V Die Zellen sind in Reihe geschaltet. Die theoretische obere Ladespannung beträgt ungefähr 14.6 V, wenn jede Zelle 3.65 V erreicht.
24V LiFePO4 Batteriespannungsdiagramm
Ein typischer 24V-Klasse LiFePO4 Der Akku besteht aus acht in Reihe geschalteten Zellen und hat daher eine Nennspannung von 25.6 V. Bei einer oberen Referenzspannung von 3.65 V pro Zelle ergibt sich für einen 8S-Akku eine Nennspannung von 25,6 V. LiFePO4 Die Batterie kann gegen Ende des Ladevorgangs eine Spannung von etwa 29.2 V erreichen.
48V LiFePO4 Batteriespannungsdiagramm
Echte 48.0 V LiFePO4 Batterie verbraucht fünfzehn 3.2V Zellen in Reihe, oder 15S. Ihre Nennspannung beträgt 48V Die theoretische obere Spannung beträgt ca. 54.75 V bei 3.65 V pro Zelle. Diese Konfiguration ist von der üblicheren zu unterscheiden. 16S 51.2V Batterie, die in vielen 48V-Klasse-Sonnensysteme.
51.2V LiFePO4 Batteriespannungsdiagramm
A 51.2V LiFePO4 Die Batterie verbraucht normalerweise sechzehn 3.2V Die Reihenschaltung der Zellen ist eine der gängigsten Konfigurationen für die Speicherung von Solarenergie in Wohnhäusern und kleineren Gewerbebetrieben. Bei einer oberen Referenzspannung von 3.65 V pro Zelle… 16S Die Batterie erreicht ungefähr 58.4 V.
Wie berechnest du LiFePO4 Packspannung aus Zellspannung?
LiFePO4 Die Akkuspannung wird berechnet, indem die Spannung einer einzelnen Zelle mit der Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen multipliziert wird. Reihenschaltungen erhöhen die Spannung bei gleichbleibender Amperestundenkapazität, während Parallelschaltungen die Amperestundenkapazität erhöhen, ohne die Nennspannung zu erhöhen.
Die Formel lautet:
Packspannung = Zellenspannung × Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen
4S LiFePO4 Akku
4 × 3.2V = 12.8 V nominal
Bei 3.65 V pro Zelle:
4 × 3.65 V = 14.6 V
8S LiFePO4 Akku
8 × 3.2V = 25.6 V nominal
Bei 3.65 V pro Zelle:
8 × 3.65 V = 29.2 V
12S LiFePO4 Akku
12 × 3.2V = 38.4 V nominal
Bei 3.65 V pro Zelle:
12 × 3.65 V = 43.8 V
16S LiFePO4 Akku
16 × 3.2V = 51.2V nominal
Bei 3.65 V pro Zelle:
16 × 3.65 V = 58.4 V
Dies erklärt, warum viele Produkte als 48V LiFePO4 Batterien haben tatsächlich eine Nennleistung von 51.2V.
Weitere Einzelheiten zu dieser Unterscheidung finden Sie unter Avepower Leitfaden für 48-Volt-Batterien und Niederspannungs-Lithiumbatteriesysteme.
LiFePO4 Vergleich der Zell-Pack-Spannung
| Konfiguration | Nennspannung bei 3.2V/Zelle | 3.60 V / Zelle | 3.65 V / Zelle | 2.50 V / Zelle |
|---|---|---|---|---|
| 1S | 3.2V | 3.60V | 3.65V | 2.50V |
| 4S | 12.8V | 14.40V | 14.60V | 10.00V |
| 8S | 25.6V | 28.80V | 29.20V | 20.00V |
| 15S | 48.0V | 54.00V | 54.75V | 37.50V |
| 16S | 51.2V | 57.60V | 58.40V | 40.00V |
Diese Zahlen sind mathematische Paketäquivalente, nicht universelle Wechselrichter oder BMS zu üben.
Wenn Sie verstehen möchten, wie sich Reihen- und Parallelschaltungen auf die Batteriespannung und -kapazität auswirken, siehe Avepower Anleitung zur Reihen- vs. Parallelschaltung von Batterien.
Welche Spannung hat ein vollständig geladener Akku? LiFePO4 Zelle?
A LiFePO4 Die Zelle kann gegen Ende des Ladevorgangs eine Spannung von etwa 3.60–3.65 V erreichen, muss diese aber nach Ladeende nicht beibehalten. Die Klemmenspannung sinkt normalerweise ab, sodass eine vollständig geladene, ruhende Zelle eine deutlich niedrigere Spannung aufweisen kann, ohne dass dies auf einen Kapazitätsverlust oder einen Ladefehler hinweist.
3.65 V ist im Allgemeinen ein oberer Ladereferenzwert – keine Zielruhespannung, die kontinuierlich aufrechterhalten werden muss.
Zum Beispiel, wenn a 16S Das Paket erreicht folgende Werte:
16 × 3.65 V = 58.4 V
Während des Ladevorgangs und sinkt die Spannung nach Beendigung des Ladevorgangs und Entspannung der Zellen dann in den mittleren 54V-Bereich ab. Diese Spannungsreduktion bedeutet jedoch nicht automatisch, dass die Batterie plötzlich einen signifikanten Energieverlust erlitten hat.
Der korrekte Wert hängt vom Ladeprofil des Herstellers ab. Avepower bietet eine detailliertere Erklärung in Aufladen LiFePO4 Batterien richtig.
Reales Beispiel: Wie die Zellspannung eine 51.2V 16kWh Solarbatterie
Ein praktischer 51.2V Solarbatterie zeigt, wie individuell 3.2V LiFePO4 Zellen ergeben zusammen ein vollständiges Energiespeichersystem. 16S Die Batterie kombiniert sechzehn Zellgruppen in Reihe und erzeugt 51.2V Nennspannung; die BMS überwacht dann die Zellspannung, damit der Akku innerhalb seiner zugelassenen Lade- und Entladegrenzen bleibt.
Betrachten Sie die Avepower 51.2V 314Ah 16kWh LiFePO4 austauschbare Akkus.
Spezifikationen umfassen:
- 51.2V Nennspannung
- 314Ah nominale Kapazität
- 16S1P-Konfiguration
- 58.4V Ladespannung
- Arbeitsspannungsbereich 40–58.4 V
- 157A Dauerentladung
- bis zu 200A Maximale Entladung für 300 Sekunden
- CAN / RS485 / RS232 Kommunikation
- mehr als 8,000 Zyklen bei 25 °C und 80 % Entladungstiefe unter den angegebenen Testbedingungen
Die Berechnung der Nennspannung lautet:
16 × 3.2V = 51.2V
Die nominale gespeicherte Energie kann dann wie folgt abgeschätzt werden:
51.2V × 314Ah = 16,076.8Wh
oder ungefähr:
16.08kWh
Die Berechnung der oberen Spannung entspricht auch direkt der Spezifikation des Akkus:
16 × 3.65 V = 58.4 V
Dies ist ein nützliches Beispiel dafür, warum die Spezifikationen von Batterien hinsichtlich Zellspannung, Reihenanzahl, Amperestundenkapazität, Packspannung und kWh Bewertung.
Für Installateure und Projektentwickler, die unterschiedliche Kapazitäten auf derselben Spannungsplattform vergleichen, Avepower bietet auch 51.2V Mehrfachkapazität LiFePO4 Batterien zur Speicherung von Solarenergie.
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Wie sollte man messen? LiFePO4 Zellspannung korrekt?
Für ein sinnvolles LiFePO4 Bei der Spannungsmessung muss zunächst entschieden werden, ob die Betriebsspannung oder eine ungefähre Leerlaufspannung benötigt wird. Betriebsmessungen sollten Stromstärke und Temperatur umfassen. SOC-orientierte Messungen sind sinnvoller, nachdem die Batterie eine Ruhephase ohne nennenswerten Lade- oder Entladestrom durchlaufen hat.
Zur Überprüfung der Ruhespannung:
- Schalten Sie größere Ladequellen und Verbraucher ab, sofern die Systemauslegung dies zulässt.
- Lassen Sie den Akku ruhen.
- Messen Sie die Akkuspannung mit einem geeigneten, kalibrierten Messgerät.
- Lesen Sie die Spannungen der einzelnen Zellen durch die BMS wo gibt es das.
- Vergleiche die Zellen mit dem höchsten und dem niedrigsten Wert.
- Rekordtemperatur.
- Vergleichen Sie die Ergebnisse mit den Spezifikationen des Batterieherstellers.
Trennen, öffnen oder untersuchen Sie einen fertigen Hochenergie-Akkumulator nur, wenn Sie dafür qualifiziert sind und dies gemäß den Servicevorschriften des Herstellers zulässig ist.
In professionell integrierten Systemen, die verwendet werden BMS Die Telemetrie ist im Allgemeinen dem manuellen Zugriff auf Zellen vorzuziehen.
Was verursacht abnormale LiFePO4 Zellspannung?
Häufige Ursachen sind echte niedrige SOC, Zellungleichgewicht, Überstrom, niedrige Temperatur, erhöhter Zellwiderstand, lose Verbindungen, falsche Ladegeräteinstellungen, Alterung, SOC Kalibrierungsfehler oder ein BMS Schutzereignis.
| Symptom | Mögliche Ursache | Empfohlene Prüfung |
|---|---|---|
| Eine Zelle erreicht zuerst die hohe Spannung. | Zellungleichgewicht oder reduzierte Kapazität | Zelldelta nahe dem Lademaximum |
| Eine Zelle erreicht zuerst eine niedrige Spannung. | Schwache Zelle oder Ungleichgewicht | Niedrigste Zellspannung unter Last |
| Alle Zellen geben unter Last nach. | Hoher Strom oder niedrige Temperatur | Stromstärke, Temperatur, Systemauslegung |
| Akkuspannung normal, aber BMS trennt die Verbindung | Einzelne Zelle erreicht Grenze | BMS Daten auf Zellenebene |
| Die Spannung steigt beim Laden ungewöhnlich schnell an. | Hoher Widerstand oder nahezu vollständig SOC | Stromstärke, Zellspannung, Temperatur |
| Ruhespannung normal, aber Laufzeit kurz | Kapazitätsverlust oder SOC Fehler | Kontrollierter Kapazitätstest |
| Der Wechselrichter meldet niedrigen Batteriestand bei hoher Last | Spannungseinbruch oder Kabelverlust | Batterie- und Wechselrichter-Klemmenspannung |
| Das Ladegerät stoppt früher als erwartet | BMS Begrenzungs- oder Kommunikationsbefehl | CCL/CVL, Temperatur und Zellspannung |
Wenn das System wiederholt die Schutzschwellenwerte erreicht, sollte man nicht einfach die Schutzeinstellungen erweitern. BMS Grenzen.
Zuerst die Ursache ermitteln.
Avepower Warnhinweise zur Batterieentladung erklärt, wie niedrig SOCStromstärke, Spannungseinbrüche und das Verhalten einzelner Zellen können in einem Energiespeichersystem interagieren.
Letzter Imbiss
Die wichtigste Zahl, die man sich merken sollte, ist 3.2V nominal pro LiFePO4 Zelle, aber für eine optimale Batteriekonstruktion ist mehr erforderlich als die Multiplikation von Spannungswerten. Ladezustand, Laststrom, Zellbalance, Temperatur, BMS Grenzwerte und die Kompatibilität des Wechselrichters entscheiden darüber, ob ein Spannungsmesswert einen normalen Betrieb oder ein sich entwickelndes Problem anzeigt.
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FAQ
A LiFePO4 Die Zelle hat normalerweise eine Nennspannung von ungefähr 3.2V.
A LiFePO4 Die Zelle erreicht typischerweise gegen Ende des Ladevorgangs eine Spannung von etwa 3.60–3.65 V. Nach dem Ladestopp sinkt ihre Ruhespannung normalerweise wieder ab.
3.65 V pro Zelle ist eine gängige obere Ladespezifikation für viele LiFePO4 Die spezifischen Datenblätter der Zellen und Batterien haben jedoch immer Vorrang. Gehen Sie nicht davon aus, dass jeder Akku dauerhaft mit 3.65 V pro Zelle geladen oder im Erhaltungsladebetrieb gehalten werden sollte.
Ein ausgeruhter LiFePO4 Die Zelle könnte in der Mitte ihres Blocks eine Spannung von etwa 3.25–3.30 V aufweisen. SOC Bereich, aber die Spannung allein kann 50% nicht genau bestimmen. SOC weil das LFP Die Spannungskurve ist sehr flach.
Dies kann nach dem Beenden des Ladevorgangs völlig normal sein. 16S LiFePO4 Der Akku kann während des aktiven Ladevorgangs eine höhere Spannung erreichen und sich nach Abschalten des Stroms wieder auf einen niedrigeren Wert einpendeln.
