Batteribank för energi
Till belysning, kyl, inverter, elektronik och andra förbrukare väljs normalt ett LiFePO4-batteri som är dimensionerat för upprepade laddningscykler.
En bra LiFePO4-installation börjar med systemet – inte med att bara byta batteriet. Batteri, BMS, laddkällor, generator, kablage, säkringar och temperatur behöver fungera tillsammans.
Före installation
Ett litiumbatteri kan ofta ersätta en blybaserad förbrukningsbank, men det betyder inte att den befintliga installationen automatiskt är lämplig för LiFePO4.
Litiumbatteriets höga laddacceptans, BMS-funktion och möjliga höga strömmar gör att laddsystem, kablage och skydd behöver kontrolleras innan installationen tas i drift.
Steg 1
Till belysning, kyl, inverter, elektronik och andra förbrukare väljs normalt ett LiFePO4-batteri som är dimensionerat för upprepade laddningscykler.
Ett vanligt förbrukningsbatteri ska inte automatiskt användas till startmotor. Batteriets celler, BMS och interna förbindningar måste vara dimensionerade för den höga kortvariga startströmmen.
Battery Management System
BMS övervakar batteriet och kan begränsa eller stoppa laddning och urladdning om exempelvis cellspänning, temperatur eller ström ligger utanför det tillåtna området.
Det viktiga är därför inte bara att batteriet har ett BMS, utan att hela systemet är konstruerat för vad som händer när BMS begär att laddning eller belastning ska stoppas.
Strömvägen
LiFePO4-batterier kan leverera mycket hög felström. Därför är korrekt kabeldimensionering, anslutningar och överströmsskydd särskilt viktiga.
Kabelarean ska anpassas efter högsta förväntade kontinuerliga ström, kabellängd, tillåtet spänningsfall och hur kabeln är installerad.
Batteriets positiva anslutning ska skyddas med en DC-säkring som är dimensionerad efter kabel, batteri och systemets maximala tillåtna ström.
Kabelskor, skruvförband, samlingsskenor och brytare måste vara dimensionerade för strömmen och monterade enligt respektive tillverkares instruktion.
Huvudbrytare och andra komponenter i batterikretsen ska vara specificerade för den aktuella DC-spänningen och den ström de kan utsättas för.
Säkringsstorleken bestäms av vad kabeln och övriga komponenter säkert kan bära och vilken maximal ström systemet ska tillåta. Ett större batteri betyder därför inte automatiskt att en större säkring ska monteras.
Steg 2
I en båt, husbil eller annan installation kan samma batteribank laddas från flera håll. Alla laddkällor behöver vara kompatibla med batteriet och dess BMS.
LiFePO4 kan hålla laddströmmen hög länge. Kontrollera därför om generatorn behöver strömbegränsning, temperaturreglering, DC-DC-laddning eller annan anpassning.
Kontrollera laddprofil, spänning och maximal laddström mot batteritillverkarens specifikation.
MPPT- eller PWM-regulatorn behöver kunna ställas in för det aktuella LiFePO4-batteriets laddprofil och temperaturkrav.
Om BMS kräver att laddningen stoppas behöver systemet kunna hantera samtliga aktiva laddkällor på ett kontrollerat sätt.
Generatorladdning
I många installationer där en traditionell startbank kombineras med en LiFePO4-förbrukningsbank är DC-DC ett praktiskt sätt att begränsa och styra laddningen.
Men DC-DC är inte den enda möjliga lösningen. Anpassad generator, extern regulator eller ett BMS med strömbegränsad generatoringång kan också vara rätt, beroende på systemet.
En stor urladdad litiumbank kan hålla generatorn hårt belastad under lång tid. Kontrollera därför generatorns kontinuerliga belastningsförmåga, kylning och hur laddströmmen ska begränsas innan systemet tas i drift.
Temperatur
Batteriets tillåtna temperatur för laddning kan skilja från temperaturen där det får urladdas. BMS kan därför behöva stoppa laddningen även om batteriet fortfarande kan driva förbrukarna.
Generatorn har samtidigt sina egna temperaturgränser. Ett välbyggt litiumsystem kan därför behöva skydda både batteriet och laddkällan.
Flera batterier
Möjligheten att koppla flera LiFePO4-batterier i serie eller parallellt varierar mellan olika produkter.
Antal batterier, systemspänning, BMS och tillåtna kombinationer ska därför alltid tas från batteritillverkarens dokumentation.
Vid parallellkoppling behöver kablage och anslutningspunkter utformas så att batterierna belastas och laddas så jämnt som möjligt.
Seriekoppla inte batterier enbart för att nå högre systemspänning. Batterimodellen och BMS-lösningen måste uttryckligen stödja den konfigurationen.
Placering
Tillåten monteringsposition, ventilation och temperatur varierar mellan olika litiumbatterier.
Undvik onödig värme från motor, avgassystem och andra värmekällor och montera batteriet så att kablage och anslutningar inte utsätts för mekanisk belastning.
Checklista
Rätt spänning, kapacitet, BMS, maximal laddström, maximal urladdningsström och temperaturgränser.
Kabelarea, säkringar, brytare, anslutningar, laddkällor och eventuell DC-DC eller extern regulator.
Verifiera laddspänning, laddström och temperatur enligt tillverkarnas instruktioner när systemet tas i drift.
Viktigt systemtänk
BMS är ett skydd – men en frånkoppling kan påverka resten av elsystemet. Generator, laddare och känslig elektronik behöver därför vara anslutna och styrda så att systemet kan hantera en avstängning utan skadliga följder.
Den exakta lösningen beror på batteri, BMS, generator, regulator och övriga komponenter. Följ alltid respektive tillverkares systemritning när komponenterna kopplas ihop.
Stora batteribanker kan leverera mycket höga strömmar. Om installationen kräver ändringar av huvudkablage, generator, BMS, säkringar eller laddstyrning bör systemet dimensioneras av någon som är van vid DC-installationer och den aktuella utrustningen.
Fördjupning
Installationen blir enklare när varje del av systemet behandlas separat. Här kan du gå vidare till respektive teknikområde.
Ange gärna systemspänning, batteribankens storlek, generator, användningsområde och vilka laddkällor som finns. Då blir det enklare att välja rätt batteri, DC-DC-laddare, kablage och övriga komponenter.