Bateria de lítio DIY: 2 anos depois, minha configuração caseira ainda está forte

Dois anos depois de construí-la, o engenheiro Andy Pag compartilha algumas lições surpreendentes sobre o desempenho de sua bateria doméstica de lítio…

Lagoa de Andy Pag 410 Cushla

Todas as nossas necessidades de energia, para nós dois, vivendo em tempo integral a bordo do Cushla nos últimos dois anos, foram atendidas pelo banco de baterias de lítio que montei a partir de células de lítio individuais.

Usei 16 células LiFePo4, cada uma com 3,2V e 120Ah. Conectando quatro células em paralelo criei o que chamo de 'supercélula' de 3,2V 480Ah, e coloquei quatro supercélulas em série para criar a bateria 480Ah 12V. Eu tenho um sistema de monitoramento diário de bateria (BMS) classificado para 250A. Isso protege a bateria de lítio de algumas maneiras.

Em primeiro lugar, atua como um disparo de 250A. Tecnicamente, as baterias de lítio drenam e carregam a uma corrente equivalente a 1C - sua classificação ampere-hora - portanto, no meu caso, 480A, mas não há nada no barco que consuma tanto, então 250A é uma boa margem de segurança. Em segundo lugar, protege as células individuais, mantendo-as equilibradas.

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A chave para uma bateria de lítio ter boa capacidade é que todas as células estejam em equilíbrio. Ao construir a bateria, o primeiro passo é "equilibrar" as células; coloque todas as células em paralelo e carregue-as até 3,65V.

Esta é a voltagem onde eles estão praticamente 100% carregados. Então, conforme a corrente flui para dentro e para fora da bateria, todas as células sobem e descem juntas. Com o tempo, embora uma ou duas células possam flutuar e isso significa que, quando você coloca sua carga de 14,6 V, algumas células serão mais baixas, mas algumas terão mais de 3,65 V.

A sobrecarga pode danificá-los ou, pior ainda, causar superaquecimento. Descobri que a função de balanceamento no BMS realmente não tem o poder de manter as grandes supercélulas com capacidade de 480Ah e, a cada 12 meses, tive que desmontar a bateria e equilibrá-la novamente. Toda a operação leva cerca de um dia se você planejar direito.

O banco de bateria de lítio doméstico DIY 480Ah de Andy Pag usa células de lítio individuais conectadas em série e paralelo. Ele pode alimentar tudo, desde sua chaleira, torradeira e máquina de lavar com sua bateria de lítio – mas não tudo ao mesmo tempo. O fator limitante é o inversor do barco, não as células de lítio

O LiFePo4 também não gosta de ser carregado em temperaturas abaixo de zero. O sistema de gerenciamento de bateria protege contra isso cortando a bateria. Se o seu barco estiver em um clima frio, pense em como criar um espaço aquecido ao redor da bateria para que você não seja cortado assim que as condições ficarem geladas.

Escolhi as células de maior capacidade disponíveis na época. Ao usar células, pensei, se alguma estragasse, eu poderia trocá-la sem ter que comprar uma bateria totalmente nova. Mas apenas um ano depois, as células de 120Ah estavam praticamente obsoletas e certamente difíceis de encontrar.

O mais próximo que encontrei foram 240Ah. O ritmo de desenvolvimento e de queda de preços tem sido surpreendente. Agora, se uma das minhas células morrer, terei que atualizar todo o sistema.

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As células LiFePo4 gostam de ser carregadas não mais que 3,65V cada ou 14,6V. Eu configurei meus carregadores para 14,4 V um pouco mais baixo. Isso supostamente coloca menos estresse na química e as células duram mais. Também dá algum headroom – se uma das células estiver desequilibrada, ela não sobrecarregará.

O monitor de bateria se conecta ao telefone e tablet via bluetooth. O software é desajeitado e com falhas, mas faz o que precisa fazer. Verificar 'Diff Volt' é uma tarefa de manutenção semanal. Se as células estiverem mais de 100mV fora de equilíbrio, é hora de retirar as células e equilibrá-las

Certifique-se de que todas as fontes de carga da bateria estejam ajustadas para manter abaixo de 14,6 V; controlador de carga solar, energia em terra, alternadores de gerador e motor.