Литиево желязо-сулфатните (LiFePo4) батерии се характеризират с относително линейна характеристика на заряд-разряд:
Това предопределя изключително трудно определянето на степента на заряд на батерията чрез напрежението и налага използването на допълнителни устройства (шунт) ако BMS не пресмята точното количества на влязлата и излязла енергия.
По интересното обаче се случва в края на кривата при 100% зареденост на клетката. Стандартно работното напрежение на една клетка е от 2.5V до 3.65v. Уви, в действителност и нормална експлоатация нещата са малко по-различни. В действителност под напрежение от 3v няма почти нищо и освен, че разреждаме критично батерията, скъсяваме и нейния живот. Но по интересното е, какво се случва в другата част на кривата, когато батерията е заредена. Въпреки, че максималното работно напрежение е 3.65V се оказва, че то е трудно постижимо при работа на клетките в пакет. Като цяло, характерното за LiFePo4 е, че е факт, че 3.45V е прага на насищане на клетката. Щом се насити клетката (зареденост на 99.9%) в зависимост от зарядния ток напрежението се повишава експоненциално. По този начин една от клетките в батериен пакет достига много максималното си напрежение от 3.65V, задейства се защитата на BMS и ако клетките не са балансирани е напълно възможно заряда да се прекрати при степен на зареденост на батерията от 80%. Или иначе казано, една клетка в батериен пакет да достигне максималното си напрежение, то зарядния процес се прекратява за целия батериен пакет без значение каква е степента на зареденост на останалия пакет.
За разлика от Li-Ion, при LiFePo4 е необходим доста по-качествен подбор на клетките ако искаме да батерийния пакет да работи с максимална производителност. Характерното за подбора на клетките е тяхната класификация като Grade A, Grade A-, Grade B и т.н.
Да разгледаме леките разлики при Grade A и Grade A-, като имаме предвид, че при Grade B, C разликите са доста по-силно изразени.
Основната разлика при Grade A и Grade A- е еднаквостта или така наречената консистенция на самите клетки. Най-просто казано трябва да са подбрани по капацитет, вътрешно съпротивление и напрежение на покой след престой.
Предимство на клетки от клас А:
Клетките от клас А представляват най-високото налично качество. Те показват изключителна консистенция на клетките, осигурявайки надеждна работа в комплектите батерии. Когато конструирате 16S 51.2V батерия с клетки клас A, можете да очаквате тя да се зарежда до 57V или по-високо. Тази забележителна консистенция между клетките гарантира оптимална производителност на батерията и дълготрайност.
Недостатък на клетките от клас А-
От друга страна, клетките от клас А-, макар и все още с добро качество, не предлагат същото ниво на клетъчна консистенция като клетките от клас А. Когато сглобявате батерия с клетки клас А-, може да срещнете ограничения по отношение на капацитета за зареждане. По-конкретно, батерията може да може да се зарежда само до 54,4 V, когато напрежението на една клетка достигне 3,6 V, задействайки защита от пренапрежение на клетката. Това несъответствие в способността за зареждане показва по-големи вариации и по-ниска последователност между клетките.
Напрежението след престой на клетките е ясен показател дали клетките, които са ви продали са клас A или клас А-. Когато заредим 16S батерия се случва така, че дори да сме я докарали до 58.4v при TOP balance, след известен престой при изключен баланс и спряно зарядно, напрежението на някои от клетките се понижава до под 3.45v. Това е ясен показател, че най-вероятно в пакета ни има клетки, които са клас A-. Такива клетки са причина за по ранно прекратяване на заряда при токове близки до 0.5C. Тези клетки се характеризират с по-високо напрежение при зареждане спрямо останалите и по-ниско напрежение след престой. Тези клетки, при наличие на мощен активен балансер, активират същия доста по-рано и причиняват разбалансиране на батерийния пакет. Въпросната клетка е със същото ниво на заряд спрямо останалите, но заради това, че напрежението и е по-високо активира активният баланс, който от своя страна започва едно необосновано прехвърляне на енергия към уж по незаредените клетки. Ако балансера не успее да прехвърли достатъчно количество енергия се случва така, че въпросната клетка рязко повишава напрежението си и прекратява заряда за останалите клетки, без значение, че не са заредени на 100%. Ако балансера пък успее да прехвърли достатъчно количество енергия, така че да не се задейства защита и да прекрати заряда, то при разряд в зависимост от разрядния ток, благодарение на същата аномалия, разрядния процес ще бъде прекратен и ще извлечем много по-малък капацитет.
Общо взето подобни клетки са проблем за батерийния пакет. Необходимо е прецизна настройка на зарядните напрежения, доста по-ниски от максималните, при което се получава така, че зарядният ток е ограничен в крайния етап на зареждане, зареждането е доста по-бавно, има вероятност зарядния процес да се предотврати по-рано и батерията да се разбалансира значително.
На изображението по-долу ясно се вижда разликата в напреженията на клетките на батерия, която е изградена от клетки клас А-
Обикновено ако поискате справка от тестването на клетките, продавача би ви дал нещо подобно, където да видите вашите летки какви са:
HSEV са клетки клас А, a LSEV са клетки клас A-.
