Litium akkujen ominaisuudet ja käyttö veneessäMikä on litium LiFePo4On olemassa erilaisia litiumkennoja, kuten LiPo, LiMn, LiCoO2, LiNiMnCoO2, LiFePo4, LiFeYPO4, vain muutamia mainitakseni. Litiumakut ovat olleet pitkään arkipäivässämme esimerkiksi matkapuhelimissa, tableteissa, autoissa, polkupyörissä jne. On erittäin tärkeää olla sekoittamatta näitä, sillä niillä on erilaisia ominaisuuksia, ne vaativat erilaista huoltoa ja latausta, ja ne on tarkoitettu eri tarkoituksiin.LiFePO4, litiumrautafosfaatti, litiumioni-rautafosfaatti tai LFP-akku, kuten sitä myös kutsutaan, on litiumtekniikka, joka sopii hyvin lyijy/happo-, AGM- ja geeliakkujen korvaajaksi meriympäristössä. Näillä akuilla, joissa on sisäänrakennettu BMS (Battery Management System), on pidempi käyttöikä verrattuna muihin litiumakkuihin ja lyijyakkuihin. Ne ovat erittäin turvallisia, vaativat minimaalista huoltoa, niillä on parempi lataustehokkuus, parempi purkautumiskyky ja ne ovat paljon kustannustehokkaampia.LiFePo4-akku on rakennettu 3,2V kennoilla. Jotta saadaan 12 voltin akku, neljä kennoa kytketään sarjaan muodostaen yhteensä 12,8V, ja 24 voltin akun saamiseksi kahdeksan kennoa (25,6V). Koska kennot kytketään sarjaan (plus miinukseen), vain jännite (voltti) nousee eikä virta (ampeeri). Jotta saadaan 12V 100Ah akku, sarjaan kytketään neljä 3,2V 100Ah kennoa. Kennot kytketään sitten yksitellen samaan BMS:ään, joka huolehtii turvallisuudesta, tasapainotuksesta ja paljon muusta.Litiumin edutLitiumakku painaa yleensä noin 6 kertaa vähemmän kuin vastaava geeliakku samalla kapasiteetilla.Litiumin energiatiheys on parempi. Litiumakulla voidaan hyödyntää 100 % sen kapasiteetista, kun taas lyijyhappoakulla voidaan hyödyntää vain 25 % ja AGM-akulla noin 75 %. Eli jos sinulla on 100Ah litiumakku, voit kuluttaa kaikki 100Ah. Mutta lyijyhappoakulla, jonka kapasiteetti on 100Ah, voidaan hyödyntää vain 50Ah ennen kuin akku heikkenee ja alkaa sulfatoitua. Sillä on pidempi käyttöikä, noin 5-6 kertaa pidempi kuin lyijyakulla. Litiumakku latautuu nopeammin kuin muut akkutyypit. Esimerkiksi 100Ah litiumakku, jolla on C1-luokitus, kestää latauksen 100 ampeerin laturilla. Litiumakulla on erittäin alhainen itsepurkaus ja se purkautuu noin 80 % 8-9 kuukaudessa, kun taas lyijyakku tekee saman jo 3-4 kuukaudessa (ympäristön lämpötilasta riippuen). Ei vetykaasua latauksen aikana ja voidaan asentaa samaan tilaan kuin muu sähkövarustus, joka ei ole kaasu- tai kipinäsuojattu. Voi asentaa mihin suuntaan ja kulmaan tahansa, koska ei ole happoja, jotka voisivat vuotaa.Litiumin haitatSuurin haitta litiumakussa, kuten matkapuhelimessasi, on se, että sitä ei voi ladata pakkasessa. Standardi litiumakku kestää latauksen 0 °C asti. Tämän alle mentäessä akun BMS katkaisee yhteyden kennoihin, jotta ne eivät vahingoitu. Väärä käsittely ja asennus voi tuhota akun. Jotkin moottoreiden laturit eivät voi ladata litiumakkuja, ja näin ollen laturi voi vahingoittua, ylikuumentua ja aiheuttaa tulipalon. Tämä ongelma ratkaistaan asentamalla veneeseen DC/DC-laturi. Kalliimpi ostohinta, mutta tulee halvemmaksi pitkällä aikavälillä purkauskertojen määrällä verrattuna lyijy/happo- ja AGM-akkuihin.Mikä on BMS?BMS on akun aivot ja turvajärjestelmä. BMS tarkoittaa Battery Management System -järjestelmää ja se on akun sisällä oleva komponentti, joka huolehtii latauksesta, purkautumisesta ja suojaa akkua. BMS varmistaa, että kaikki akun kennot ovat tasapainossa, eivätkä altistu yli 14,6 voltin ylijännitteelle tai alle 10 voltin alijännitteelle (12V akulle). Jos jotain tapahtuu akun kennoille tai akku altistuu yli- tai alijännitteelle, BMS kytkee akun pois päältä ja irrottaa sen kuormasta.Jonkin on varmistettava, että Litium akun kennot tasapainottuvat ja voivat hyvin. Litiumakku ilman BMS:ää on kytkettävä erilliseen BMS:ään. Nämä akut ovat pääasiassa tarkoitettu, jos haluat räätälöidä ja rakentaa oman järjestelmän. Jos etsit yksinkertaista, kustannustehokasta ja toimivaa ratkaisua, sinun tulee valita litiumakku, jossa on sisäänrakennettu BMS.Tärkeitä huomioitaLitiumakut vaativat oman tyyppisen latauksen. Tarkista, tarvitsetko uuden tai tehokkaamman laturin.Litiumakut eivät kestä latausta kylmissä lämpötiloissa. Jotkut litiumakut on varustettu sisäänrakennetulla lämmityksellä, jotta ne sopivat kaikkiin tarkoituksiin.Litiumakut voidaan hyödyntää 100 % kapasiteetistaan verrattuna lyijyhappoakkujen 25 % hyödyntämiseen.Useimmissa asennuksissa tarvitaan yksi tai useampi älykäs DC/DC-laturi, jotta moottorin laturi ei ylikuumene ja rikkoudu.Litiumakut on varastoitava valmistajan suositusten mukaisesti talvikauden yli. Jotkut merkit on varastoitava huoneenlämmössä ja noin 50 % ladattuna, ja toiset kestävät varastoinnin jopa -20 °C.Jotkut litiumakut eivät sovi sarja- tai rinnankytkentään. Tarkista ja varmista, että ostamasi akut täyttävät tarpeesi.Litiumakkujen nopea latausaika on yksi niiden tärkeimmistä eduista. Litiumakulla on pienempi sisäinen vastus kuin muilla akkutyypeillä, joten se pystyy ottamaan latauksen paljon nopeammin. Yleinen sääntö litiumakkujen laturin koon valinnassa on noin 50 % akun kapasiteetista. Tämä varmistaa akun käyttöiän ja kunnon.Litium akun lataaminenLitiumakut ovat kevyitä, niillä on erittäin pitkä käyttöikä ja erittäin hyvä energiatiheys, mutta nopea latausaika on yksi vahvimmista argumenteista litiumin puolesta. Litiumakulla on pienempi sisäinen vastus kuin muilla akkutyypeillä, mikä mahdollistaa nopeamman latauksen. Voidaan sanoa, että se imee latausvirtaa suoraan, kun taas esimerkiksi AGM-akku vaatii latauksen työntämistä sen sisäisen vastuksen takia. Yleinen sääntö litiumakun laturin valinnassa on noin 50% akun kapasiteetista. Tämä varmistaa akun pitkäikäisyyden ja kunnon. Esimerkiksi 100 Ah akulle suositellaan 50 A laturia.Akun lataus- ja purkukapasiteetti mitataan C-asteikolla välillä 0,1–1. Missä 0,1 = 10% ja 1 = 100% akun ampeerikapasiteetista. Jos 100 Ah akku on merkitty 1C, se tarkoittaa, että akku kestää 100 A laturin. Jos sama 100 Ah akku on merkitty 0,2C, se kestää 20 A laturin. 100 (Ah) x 0,2 (C) = 20 (A lataus).Jotkut valmistajat ilmoittavat, että niiden akut tulee ladata laturilla, jossa on CCCV-tekniikka (Constant-Current Constant-Voltage). Tämä tarkoittaa, että laturi antaa jatkuvaa virtaa (ampeeria) latauksen aikana ja lataus päättyy antamalla jatkuvaa jännitettä (voltteja) ja vähenevää virtaa (ampeereina).Esimerkiksi AGM-akku, joka on 100 Ah, ladataan suositellulla 15 A laturilla teoriassa noin 6-7 tunnissa täyteen. Vastaava litiumakku 1C-latauksella olisi täyteen ladattu noin 1-2 tunnissa. Katso akkulaturitMoottorin laturi & DC/DCOllako DC/DC-laturi vai eikö olla... se on kysymys, jota moni pohtii.Kuitenkin turvallisen asennuksen varmistamiseksi suosittelemme asentamaan yhden tai useampia (moottorin laturin koosta riippuen) DC/DC-latureita akkujärjestelmään.Seuraava kysymys kuuluu: Miksi? Siksi, koska litiumakku pystyy ottamaan vastaan niin paljon latausta, on riski, että moottorin laturi toimii täydellä teholla ja antaa niin paljon latausta kuin pystyy, mutta ei ehdi jäähdyttää itseään omalla jäähdytintuulettimellaan. Tämä tapahtuu yleensä silloin, kun moottori käy matalilla kierroksilla.Jotkut toimittajat väittävät, että jos moottorin laturissa on jännitteensäädin, joka tuottaa loppujännitteen 14,4 volttia, nämä BMS:llä varustetut akut olisivat riittävän turvallisia. Me kuitenkin väitämme turvallisuuden vuoksi, että asennetaan yksi tai useampi DC/DC-laturi tai Smart Battery Protect + Argofet, jotka tuottavat samanlaisen tuloksen.Yksinkertainen selitys:Moottorin kierrosluku määrittää moottorin laturin nopeuden hihnan kautta.Litiumakussa ei ole hyvää sisäistä vastusta, vaan se imee itseensä annetun virran.Moottorin laturin sisäänrakennettu jännitteensäädin ei aina tiedä, että sen pitäisi laskea jännitettä ja se toimii täydellä teholla riippumatta kierrosluvusta. Tämä johtuu siitä, että puuttuu vastus akkupuolelta, joka olisi signaloinut moottorin laturin releelle ottaa rennommin. Laturi lämpenee ja ylikuumenee.DC/DC-laturin asentamalla moottorin laturi saa tarvitsemansa vastuksen latauksen säätämiseksi eikä se ylikuumene.Yksinkertaisesti sanottuna: Mitä hitaammin moottori käy - sitä vähemmän jäähdytystä moottorin laturi saa - sitä kuumemmaksi laturi muuttuu.Minullahan on BMS akussani... Kyllä, mutta BMS sisäänrakennettu vastus ei aina riitä selviytymään moottorin laturin latauksesta.Ajattele sitä kuin vettä...Kuvittele, että sinulla on muutama ämpäri, letkuja ja vettä ja yrität siirtää vettä yhdestä ämpäristä toiseen ilman, että se roiskuu.Tapaus 1: Jos sinulla on ämpäri #1 (moottorin laturi), joka on täynnä vettä (virtaa) ja yrität siirtää sen ämpäriin #2 (litiumakku), se tapahtuu nopeimmin kaatamalla sen. Mutta silloin vesi roiskuu ympäriinsä ja ämpäri #2 voi rikkoutua, jos se saa liikaa vettä (se on herkkä ämpäri). Tämä tapahtuu, jos sinulla ei ole vastusta (DC/DC-laturi) tai BMS asennettuna järjestelmään.Tapaus 2: Jos teet saman prosessin letkulla, jossa on pieniä reikiä (akun BMS), tiedät, että vesi tulee ämpäriin #2. Mutta se voi vuotaa ulos ja päätyä ulkopuolelle, koska letkusi on reikäinen ja epäluotettava. Tämä voi tapahtua, jos sinulla on vain BMS akussa.Tapaus 3: Tässä ei vuoda vettä ollenkaan, koska sinulla on luotettava letku (DC/DC-laturi), joka kestää kaiken veden määrän. Tässä voidaan miettiä letkun paksuutta optimaalisen veden virtauksen saavuttamiseksi.Selitykset:Ämpäri #1 = GeneraattoriÄmpäri #2 = LitiumakkuVesi = VirtaLetku rei'illä = BMS (kohtalainen vastus)Letku = DC/DC-laturi (luotettava vastus)Litium akkujen purkautuminenJotkut akut on tarkoitettu vain käyttöakuiksi eikä niitä tule käyttää käynnistysakkuna tai laitteissa, jotka vaativat suurta käynnistysvirtaa. Purkauskapasiteetti mitataan C-asteikolla, joka kertoo, kuinka suurta purkausta akku kestää lyhyemmän ajan.LämpötilatLitiumakut sopivat täydellisesti käyttöön meriympäristössä useimmille veneenomistajille, koska veneitä käytetään vuoden lämpiminä kuukausina. Litiumakut eivät pidä kylmästä, ja tietyissä sovelluksissa tarvitaan litiumakkuja, joissa on sisäänrakennettu lämmitys, jotta ne voivat latautua kylminä öinä ja päivinä.TalvivarastointiYleensä litiumakkuja ei tule säilyttää kylmässä. Nämä akut tulee säilyttää lämpimässä tilassa, joten suosittelemme ottamaan akun kotiin ja säilyttämään sitä turvallisessa paikassa noin 15-25 °C lämpötilassa. Jotkin akut voidaan varastoida jopa -20 °C. Katso akkulaatikotJännite, ampeerit ja ampeeritunnitJännite (V) kertoo, kuinka paljon jännitettä saadaan akun navasta. Suurempi jännite tarkoittaa suurempaa virtaa.Ampeerit (A) kertovat, kuinka paljon virtaa (tehoa) akku voi tarjota hetkellisesti.Ampeeritunnit (Ah) kertovat, kuinka paljon kapasiteettia akku tarjoaa tunnissa.Usein kysyttyjä kysymyksiä (FAQ)K: Voinko ladata litiumakun normaalilla laturilla? V: Ei, litiumakut vaativat erityisesti suunnitellut laturit, jotka voivat käsitellä niiden latausvaatimuksia.K: Voinko käyttää litiumakkua kaikissa lämpötiloissa? V: Litiumakut eivät toimi hyvin erittäin kylmissä lämpötiloissa ilman lämmitysjärjestelmää. Useimmat litiumakut eivät voi latautua turvallisesti alle 0 °C lämpötilassa.K: Ovatko litiumakut turvallisia? V: Kyllä, litiumakut, joissa on sisäänrakennettu BMS, ovat erittäin turvallisia ja niillä on monia turvatoimintoja, jotka suojaavat ylilataukselta, ylilämmöltä ja oikosuluilta.K: Voinko käyttää litiumakkua veneeni käynnistämiseen? V: Tämä riippuu akusta. Joitain litiumakkuja voidaan käyttää käynnistysakkuina, mutta on parasta varmistaa tämä valmistajalta.K: Kuinka kauan litiumakku kestää? V: Litiumakut kestävät yleensä 5-10 vuotta tai jopa pidempään riippuen käytöstä ja huollosta. Niiden käyttöikä on noin 2000-5000 lataus/purkaussyklia.K: Voinko kytkeä useita litiumakkuja sarjaan tai rinnakkain? V: Kyllä, mutta varmista, että akut on suunniteltu tähän tarkoitukseen ja että niiden BMS-järjestelmät ovat yhteensopivia.K: Mikä on paras tapa varastoida litiumakku talvella? V: Säilytä litiumakkuja noin 50 % varaustasolla ja mieluiten huoneenlämmössä, ellei valmistaja toisin suosittele.K: Voinko korvata suoraan vanhat lyijyakkuni litiumakuilla? V: Kyllä, mutta sinun on varmistettava, että laturi ja mahdolliset muut järjestelmät ovat yhteensopivia litiumakkujen kanssa.K: Mikä on litiumakun hyötysuhde? V: Litiumakut voivat saavuttaa jopa 95 % hyötysuhteen, kun taas perinteiset lyijyakut yleensä saavuttavat noin 85 %.