DIY 리튬 배터리: 2년이 지났지만 제가 직접 만든 배터리는 여전히 강력합니다.

Aug 28, 2023

이를 제작한 지 2년 후, 엔지니어 Andy Pag는 가정용 리튬 배터리 설정의 성능에 대한 몇 가지 놀라운 교훈을 공유합니다.

앤디 파그스 라군 410 쿠쉴라

지난 2년 동안 Cushla에서 풀타임으로 생활한 우리 두 사람의 모든 에너지 요구 사항은 제가 개별 리튬 전지로 조립한 리튬 배터리 뱅크를 통해 충족되었습니다.

저는 각각 3.2V와 120Ah 정격의 16개의 LiFePo4 셀을 사용했습니다. 4개의 셀을 병렬로 연결하여 3.2V 480Ah의 '슈퍼셀'을 만들었고, 4개의 슈퍼셀을 직렬로 연결하여 480Ah 12V 배터리를 만들었습니다. 250A 등급의 Daly 배터리 모니터링 시스템(BMS)이 있습니다. 이는 몇 가지 방법으로 리튬 배터리를 보호합니다.

첫째, 250A 트립 역할을 합니다. 기술적으로 리튬 배터리는 1C(암페어 시간 정격)에 해당하는 전류에서 방전 및 충전됩니다. 따라서 내 경우에는 480A이지만 보트에는 그렇게 많이 끌어오는 것이 없으므로 250A가 안전 여유가 됩니다. 둘째, 개별 세포의 균형을 유지하여 보호합니다.

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보트 소유자는 오랫동안 엔진 시동, 전등 작동, 그리고 요즘에는 납축 배터리에 의존해 왔습니다.

그러나 최고의 리튬 배터리에도 단점이 있다고 Emrhys Barrell은 썼습니다. 첫 번째는 비용입니다.

좋은 용량을 갖는 리튬 배터리의 핵심은 모든 셀이 균형을 이루고 있다는 것입니다. 배터리를 제작할 때 첫 번째 단계는 셀의 "최상 균형"을 맞추는 것입니다. 모든 셀을 병렬로 연결하고 최대 3.65V까지 충전합니다.

이는 거의 100% 충전된 전압입니다. 그러면 배터리에 전류가 들어오고 나가면서 모든 셀이 함께 상승하고 하강합니다. 시간이 지남에 따라 하나 또는 두 개의 셀이 표류할 수 있으며 이는 14.6V를 충전할 때 일부 셀은 더 낮아지지만 일부는 3.65V를 초과한다는 의미입니다.

과충전으로 인해 손상되거나 더 심각한 경우 과열될 수 있습니다. 나는 BMS의 밸런싱 기능이 실제로 대형 480Ah 용량의 슈퍼셀을 능가할 만큼 힘이 없다는 것을 발견했고, 12개월마다 배터리를 분해하고 다시 밸런싱을 해야 했습니다. 올바르게 계획한다면 전체 작업은 하루 정도 걸립니다.

Andy Pag의 480Ah DIY 가정용 리튬 배터리 뱅크는 직렬 및 병렬로 연결된 개별 리튬 셀을 사용합니다. 그는 리튬 배터리를 사용하여 주전자, 토스터, 세탁기 등 모든 것에 전력을 공급할 수 있지만 동시에 모든 전력을 공급할 수는 없습니다. 제한 요소는 리튬 셀이 아닌 보트의 인버터입니다.

LiFePo4는 영하의 온도에서도 충전되는 것을 좋아하지 않습니다. 배터리 관리 시스템은 배터리를 차단하여 이를 방지합니다. 보트가 추운 기후에 있는 경우 배터리 주위에 가열된 공간을 만드는 방법에 대해 생각해 보십시오. 그러면 상황이 얼어붙을 때 차단되는 일이 없습니다.

저는 당시 사용 가능한 가장 큰 용량의 셀을 선택했습니다. 셀을 사용하면 어느 하나라도 문제가 생기면 완전히 새 배터리를 구입하지 않고도 교체할 수 있다고 생각했습니다. 그러나 불과 1년이 지난 후 120Ah 셀은 거의 쓸모가 없어졌고 확실히 찾기가 어려웠습니다.

내가 찾을 수 있는 가장 가까운 것은 240Ah였습니다. 개발 속도와 가격 하락 속도는 놀라울 정도입니다. 이제 내 세포 중 하나가 죽으면 전체 시스템을 업그레이드해야 합니다.

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LiFePo4 셀은 각각 3.65V 또는 14.6V 이하로 충전되는 것을 선호합니다. 충전기를 약간 낮은 14.4V로 설정했습니다. 아마도 화학에 대한 스트레스가 줄어들고 세포는 더 오래 지속될 것입니다. 또한 약간의 여유 공간을 제공합니다. 셀 중 하나가 균형을 벗어나더라도 과충전되지 않습니다.

배터리 모니터는 블루투스를 통해 휴대폰과 태블릿에 연결됩니다. 소프트웨어는 서투르고 결함이 있지만 필요한 작업을 수행합니다. 'Diff Volt' 확인은 주간 유지보수 작업입니다. 셀의 균형이 100mV 이상 벗어나면 이제 셀을 꺼내서 균형을 맞춰야 합니다.

모든 배터리 충전 소스가 14.6V 미만으로 유지되도록 조정되어 있는지 확인하십시오. 태양열 충전 컨트롤러, 해안 전력, 발전기 및 엔진 교류 발전기.