Акумуляторна батарея LVFU LFR51100: конструкція, принцип роботи та особливості LiFePO4-системи

Сучасна система резервного електропостачання має не тільки накопичувати достатню кількість енергії, а й безпечно віддавати її у разі зміни навантаження. Акумуляторна батарейка LVFU LFR51100 являє собою стаціонарний модуль на основі літій-залізо-фосфатних елементів. Номінальна напруга моделі становить 51,2 В, ємність — 100 А·год, а розрахунковий запас енергії досягає 5,12 кВт·ч.

Така батарея може застосовуватися спільно із сумісними гібридними та автономними інверторами, сонячними електростанцями, джерелами безперебійного живлення та системами резервного енергопостачання. Вона підходить для приватного будинку, офісу, магазину, майстерні, серверного обладнання та інших об'єктів, де потрібне стабільне живлення під час вимкнень централізованої мережі.

Енергетичні параметри LVFU LFR51100

Запас енергії акумуляторної батареї визначається твором номінальної напруги на електричну ємність:

51,2 В × 100 А·год = 5120 Вт·год, або 5,12 кВт·год.

Отримане значення є номінальною енергомісткістю. Фактичний обсяг енергії, доступний під'єднаним споживачам, залежить від допустимої глибини розряду, ефективності інвертора, температури, величини навантаження й параметрів BMS.

Наприклад, під час під'єднання навантаження потужністю приблизно одного кіловата теоретичний час роботи може наближатися до п'яти годин. На практиці воно буде трохи меншим через втрати у разі перетворення постійного струму на змінний, власного споживання інвертора та захисного обмеження глибини розряду. Тому тривалість автономної роботи завжди треба розраховувати індивідуально.

Літій-залізо-фосфатна технологія

В основі LVFU LFR51100 є акумуляторні комірки з хімічним складом LiFePO4. Катод таких елементів виготовлений на основі літій-залізо-фосфату. Ця технологія характеризується стійкою кристалічною структурою, завдяки чому елементи демонструють гарну термічну стабільність і зберігають робочі характеристики за великої кількості циклів.

Під час заряджання іони літію переміщаються через електроліт від катоду до аноду, а у разі розряджання відбувається зворотний процес. Електрони водночас проходять по зовнішньому ланцюзі та живлять під'єднане обладнання. Хімічна реакція є оборотною, тому батарею можна багаторазово заряджати та розряджати.

Порівнюючи з традиційними свинцево-кислотними акумуляторами LiFePO4-модулі, зазвичай мають меншу масу за порівнянного корисного запасу енергії, стабільнішу напругу під час розряджання та високий циклічний ресурс. Водночас для правильної експлуатації літієвої батареї обов'язково потрібна електронна система керування.

Внутрішній акумулятор

Корпус LVFU LFR51100 виготовлений у стоячному форматі та призначений для розміщення в енергетичній шафі або на підготовленій горизонтальній поверхні. Металева оболонка захищає комірки й електронні компоненти від випадкового механічного впливу.

Усередині батареї містяться кілька основних функціональних вузлів:

• літій-залізо-фосфатні комірки;
• струмопровідні з'єднувальні шини;
• силове проведення;
• температурні датчики;
• плата керування BMS;
• комунікаційні інтерфейси;
• силові клеми;
• інформаційний дисплей.

Комірки поєднуються послідовно для отримання необхідної напруги. Для номінальної системи 51,2 В зазвичай використовується послідовне складання елементів із номінальною напругою приблизно 3,2 В кожен. Узгоджена робота всіх комірок особливо важлива: помітне відхилення параметрів одного елемента може обмежити корисну ємність усього акумуляторного блока.

Акумуляторна батарея LVFU LFR51100

Система керування BMS

Найважливішим елементом конструкції є Battery Management System, или BMS. Ця електронна система безперервно контролює стан акумуляторних комірок і керує роботою батареї.

BMS відстежує:

• напруга окремих елементів;
• загальна напруга акумулятора;
• зарядний і розрядний струм;
• температуру комірок;
• рівень заряду;
• наявність перевантаження або короткого замикання;
• зв'язок із сумісним інвертором.

Якщо контрольовані показники виходять за допустимі межі, система може обмежити струм або вимкнути силовий ланцюг. Це допомагає захистити акумулятор від перезарядження, надмірного розряджання, перегрівання, перевантаження та короткого замикання.

Додаткове завдання BMS — балансування комірок. У реальному збиранні елементи можуть трохи відрізнятися за місткістю та внутрішнім опором. Електроніка вирівнює їх стан, зменшуючи розкидання напруги та допомагаючи ефективніше використовувати загальний енергетичний ресурс батареї.

LCD-дисплей і контроль стану

На передній панелі LVFU LFR51100 розташований LCD-дисплей із кнопками навігації. Екран дає змогу контролювати ключові робочі показники без під'єднання додаткового вимірювального обладнання.

Залежно від параметрів і версії програмного забезпечення на дисплеї можуть зображатися:

• напруга акумуляторного блока;
• зарядний або розрядний струм;
• розрахунковий рівень заряду;
• робочий стан;
• системні попередження;
• параметри окремих комірок;
• температура внутрішніх компонентів.

Наявність дисплея спрощує початкове настроювання, діагностику та регулярну перевірку системи. Однак інформація BMS є розрахунковою, тому показник залишкового заряду може коригуватися після декількох повних робочих циклів.

Силові клеми та під'єднання навантаження

На лицьовій панелі розташовані позитивні та негативні силові висновки. Через них акумулятор під'єднується до сумісного інвертора або контролера системи накопичення енергії.

Для під'єднання необхідно використовувати кабелі відповідного перерізу. Чим вищий робочий струм і більша довжина лінії, тим вища вимоги до площі провідника. Недостатній переріз може викликати падіння напруги, нагрівання кабелю та додаткові енергетичні втрати.

Між батареєю й інвертором мають бути передбачені відповідні захисні пристрої. Монтаж необхідно виконувати у разі вимкненого обладнання, суворо дотримуючись полярності. Переплутування позитивного та негативного провідників здатне призвести до пошкодження електроніки.

Інтерфейси CAN, RS485 і RS232

Акумулятор LVFU LFR51100 обладнаний комунікаційними роз'ємами, призначеними для передавання даних. Інтерфейси CAN и RS485 часто використовуються для обміну інформацією між BMS і сумісним інвертором. RS232 може застосовуватися для діагностики або настроювання системи.

Цифровий зв'язок дає змогу інвертору отримувати дані про напругу, температуру, рівень заряду та допустимі струми. На підставі цієї інформації система може коригувати процес заряджання й автоматично обмежувати навантаження у разі наближення батареї до критичних значень.

Наявність однакового роз'єму ще не гарантує сумісність обладнання. Важливе значення має використовуваний протокол зв'язку. Перед купівлею необхідно перевірити, чи підтримує конкретна модель інвертора протокол батареї LVFU LFR51100.

Стокутна конструкція та масштабування системи

Корпус акумулятора пристосований для розміщення в стандартній стійці або енергетичній шафі. Фронтальні ручки полегшують монтаж, але не усувають потреби дотримуватися правил безпечного переміщення важкого обладнання.

Стоякове виконання дає змогу раціонально використовувати простір і формувати систему з декількох акумуляторних модулів. У разі паралельного з'єднання батарей можна збільшити сумарну ємність і тривалість автономної роботи.

Об'єднувати модулі треба тільки за схемою, передбаченою виробником. Необхідно враховувати однаковий рівень заряду перед з'єднанням, рекомендовану кількість батарей, адресацію BMS, вимоги до комунікаційних кабелів і допустимі струми загальної системи.

Температурний режим і умови встановлення

Температура помітно впливає на роботу літій-залізо-фосфатних елементів. За низьких температур збільшується внутрішній опір і тимчасово зменшується доступна потужність. Особливо уважно слід ставитися до заряджання холодної батареї: можливість роботи за мінусової температури залежить від параметрів BMS і наявності вбудованого підігрівання.

Акумулятор треба встановлювати в сухому та провітрюваному приміщенні, захищеному від прямих сонячних променів, води, конденсату та джерел інтенсивного нагрівання. Корпус не можна закривати матеріалами, що перешкоджають природному відведенню тепла.

Система має розміщуватися на міцній основі або в стійці, розрахованій на її масу. Поруч необхідно залишити простір для під'єднання кабелів, обслуговування та візуального контролю обладнання.

Для яких завдань підходить LVFU LFR51100

Акумуляторна батарея може використовуватися в складі:

• домашньої системи резервного живлення;
• сонячної електростанції;
• автономного енергетичного встановлення;
• джерела безперебійного живлення;
• системи живлення серверів і телекомунікаційного обладнання;
• резервного комплексу для магазину, офісу чи майстерні.

Конкретний склад під'єднуваної техніки визначається потужністю інвертора, допустимим струмом батареї та загальною енергоємністю системи. Для обладнання з електродвигунами, компресорами та насосами необхідно враховувати підвищений пусковий струм.

Переваги акумулятора LVFU LFR51100

Модель поєднує номінальний запас енергії 5,12 кВт·год, LiFePO4-ячі, вбудовану BMS, інформаційний дисплей і комунікаційні інтерфейси. Стокутна конструкція полегшує створення акуратної модульної системи, а фронтальне розташування силових і керівних елементів спрощує обслуговування.

Науково обґрунтована цінність LiFePO4-технології полягає в поєднанні хімічної стабільності, високої циклічної витривалості та можливості точного електронного контролю. Однак підсумкова надійність системи залежить не тільки від самої батареї. Важливий правильний підбір інвертора, якісні силові кабелі, захисна автоматика, температурний режим і професійний монтаж.

Купити LVFU LFR51100 у компанії «Електромотор» — посилання — https://elektromotor.com.ua/ua/p2929414802-akkumulyatornaya-batareya-lvfu.html

Компанія «Електромотор» пропонує акумуляторну батарею LVFU LFR51100 51,2 В 100 А·год LiFePO4 для побудови автономних і резервних систем енергопостачання. Фахівці допоможуть перевірити сумісність батареї з інвертором, розрахувати необхідний запас енергії, підібрати силові кабелі та додаткове обладнання.

Перед замовленням рекомендується повідомити менеджеру перелік під'єднаних споживачів, їхню потужність і бажану тривалість автономної роботи. Це дасть змогу сформувати технічно обґрунтовану систему без недостатньої місткості або ненавмисного запасу обладнання.