Выбор LiFePO4 аккумулятора для лодки: на что обратить внимание

от Виктор
в Полезные статьи
11.11.2024
Выбор LiFePO4 аккумулятора для лодки

Содержание

Кто владеет лодкой с электромотором и занимается рыбалкой, тот отлично знает, что выбрать действительно качественный и долговечный аккумулятор — это большая проблема. По крайней мере, так было раньше, когда применялись свинцово-кислотные батареи и их вариации (кальциевые, гелевые). Они достаточно дорогие, но емкость у них небольшая, и срок службы малый.

Но сейчас можно использовать LiFePO4 аккумуляторы. Они хоть и стоят дороже, но вполне оправдано. Потому что их срок службы составляет свыше 10 лет даже при очень активной эксплуатации. И это далеко не единственное их преимущество!

Краткое описание LiFePO4 аккумуляторов

LiFePO4 — это аккумуляторные батареи на основе литий-железо-фосфатных элементов. Их ключевые особенности:

  • емкость больше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов;
  • эксплуатационный ресурс свыше 4000 циклов заряда/разряда без потери емкости, допустимый период эксплуатации более 10 лет;
  • допускается большая нагрузка, свыше 1000 Вт для АКБ с емкостью около 100А (12В);
  • допускается зарядка с большой силой тока, вплоть до 50А (оптимальное значение зависит от емкости).

Сейчас спрос на LiFePO4 значительно вырос. К сожалению, это привлекает внимание недобросовестных продавцов. На тех же китайских маркетплейсах нередко продаются АКБ LiFePO4 по очень низким ценам. Но тесты показывают, что в таких батареях используются ячейки, которые уже были в эксплуатации.

Соответственно, через пару месяцев или лет их емкость резко снижается. Покупать LiFePO4 аккумуляторы следует только от проверенных брендов. У тех продавцов, которые предоставляют гарантию, обладают хорошей многолетней репутацией. Экономить на покупке аккумуляторов  не стоит. Они не могут стоить дешево, потому что технология производства данных АКБ довольно дорогостоящая.

Важность правильного выбора аккумулятора для лодки

От выбора аккумуляторной батареи, которая будет использоваться в лодке, зависит следующее:

  1. Максимальная мощность. Вполне возможно, что установленный электромотор будет на 1200 Вт. Но из-за батареи его расчетная мощность не будет превышать и 400 Вт.
  2. Время работы на одном заряде.

Необходимо только разобраться в том, как правильно заряжать аккумуляторные батареи данного типа. Основные тезисы, которые необходимо соблюсти:

  • напряжение не выше номинального, указанного в технической документации;
  • сила тока не выше номинальной для зарядки, но чем она ниже — тем лучше для эксплуатационного ресурса.

Как правило, зарядка LiFePO4 выполняется с использованием платы BMS. Которая регулирует и ток зарядки, и предотвращает перезаряд, а в дальнейшем распределяет емкость между ячейками.

Основные характеристики LiFePO4 аккумуляторов

Моделей литий-железо-фосфатных АКБ на рынке представлено множество. Цена у них сильно разнится. Есть модели и по 30 долларов, а есть и по 500 долларов. Чем они отличаются и на какие параметры нужно обращать внимание при покупке? И почему не обязательно покупать самый дорогой аккумулятор, который представлен в ассортименте магазинов?

Емкость и напряжение

Именно емкость и напряжение являются ключевыми факторами, влияющих на цену. По сути, это объем заряда, который батарея может в себе удерживать. Для питания электромоторов в лодках используются АКБ с напряжением от 12 до 72 Вольт. Какой именно необходимо можно уточнить из технической документации лодочного электромотора.
Емкость указывается в Аh (ампер часах) или же в Wh (ватт часах). Чем она больше, тем дороже аккумуляторная батарея.

Как понять, с какой емкостью АКБ необходимо покупать? Рассчитывать по следующей схеме:

  1. Сперва нужно перевести емкость АКБ в Wh. Для этого нужно просто емкость в амперах умножить на напряжение. Например, в батарее на 100А с напряжением в 12В будет емкость в 1200 Wh.
  2. Далее необходимо узнать мощность лодочного мотора. Она указывается в технической документации. Например, в Yamaha M 18S — это 540 Ватт. Нужно учесть, что это пиковая мощность, то есть, при максимальной возможной нагрузке.
  3. Чтобы рассчитать, на сколько хватит заряда АКБ, достаточно емкость в Wh поделить на мощность электромотора. Соответственно, в данном случае необходимо 1200 Wh/540 W =2,22 часа.

Но нужно учесть, что при работе электромотора он не всегда функционирует на предельной мощности. В стандартном режиме работы он потребляет, в среднем, 40 – 60% от номинала. Например, если указано, что он на 540 Вт, то по факту будет использовано около 300 Вт.

Список брендов лодочных моторов

Mercury Yamaha Suzuki
Honda Evinrude Tohatsu
Johnson Parsun Hidea
Hangkai

Срок службы

Эксплуатационный период литий-железо-фосфатного аккумулятора напрямую зависит от режима его эксплуатации. В среднем, производители утверждают, что такие АКБ способны обеспечить порядка 4000 циклов заряда/разряда без падения первоначальной емкости.

Допустимый срок эксплуатации таких батарей составляет более 10 лет. При одном условии: долгосрочно хранить необходимо только в теплом помещении, при комнатной температуре.

Безопасность

LIFePO4 аккумуляторы для лодок считаются на сегодня одними из самых безопасных по всем критериям. В частности:

  1. В процессе работы они практически не нагреваются. Ни при зарядке, ни при разрядке высокими токами.
  2. Механические повреждения могут их вывести из строя. Но взрыва, возгорания, как у обычных литий-ионных АКБ, не происходит.
  3. Такие батареи и их ячейки абсолютно герметичны, необслуживаемые. В процессе зарядки они не выделяют никаких газов, паров (как свинцово-кислотные аккумуляторы). Так что в помещении их заряжать тоже можно.

Дополнительно такие аккумуляторные батареи не особо требовательны в плане технического ухода. Их можно заряжать в любой момент. Эффекта памяти у них не существует.

Единственное, чего стоит избегать — это перезаряда и слишком глубокого разряда. Если планируется длительное хранение, то рекомендуется АКБ подзарядить примерно до 60 – 80 процентов от номинала.

Вес и размер

По габаритам литий-железо-фосфатные аккумуляторы значительно меньше свинцово-кислотных. Но вот литий-ионным в этом плане они уступают примерно на 20%. Объясняется это спецификой технологического процесса производства таких гальванических элементов.

Перед покупкой необходимо учесть, какие габариты посадочного места для аккумуляторной батареи предусмотрены в лодке, на которой её и планируется эксплуатировать.

Если опираться на статистику, то для обычных рыболовных судов на 1 – 2 человека достаточно АКБ на 100А с напряжением в 12 или 24 Вольта. Это соответствует примерно габаритам свинцово-кислотной АКБ на 65 – 75А (с аналогичным напряжением).

Преимущества LiFePO4 аккумуляторов для лодок

Стоит заметить, что батареи  LiFePO4 чаще всего используются в системах резервного питания домов, промышленных объектов. В последнее время их начали уже устанавливать и в электромобили. Поэтому вполне логично, что и в лодках их использовать вполне возможно. Преимуществ у этих аккумуляторов, в сравнении с остальными типами АКБ, множество.

Длительное время работы

Если тщательно соблюдать все технические требования по эксплуатации и хранению литий-железо-фосфатных аккумуляторов, то они прослужат и 15 лет. Именно поэтому они стоят дороже, но в перспективе такие затраты получатся экономией.

Ведь за этот период приходится сменить около 5 – 6 свинцово-кислотных АКБ. Которые в сумме обойдутся намного дороже LiFePO4. Отзывы показывают, что начальная емкость аккумуляторов данного типа сохраняется вплоть до 4000 циклов. Для сравнения, у свинцово-кислотных это всего 100 – 150 циклов, у литий-ионных в районе 300 – 500 циклов.

Быстрая зарядка

Среднее время зарядки LiFePO4 аккумулятора составляет от 2 до 4 часов. Допускается заряжать и сверхвысокими токами, около 1С (то есть, сила тока соответствует емкости в амперах). Но злоупотреблять этим не стоит: это не лучшим образом сказывается на эксплуатационном ресурсе.

Оптимальный вариант зарядки: до 0,5С. Для сравнения, свинцово-кислотные батареи заряжаются порядка 10 – 20 часов (в щадящем для них режиме, согласно рекомендациям производителей).

Важно помнить, что для зарядки LiFePO4 необходимы совместимые зарядные устройства, потому что процесс накопления энергии осуществляется через подачу импульсов. Подключать пуско-зарядное устройство для свинцово-кислотных АКБ категорически запрещено, это может привести батарею к выходу из строя. А их реставрация, восстановление работоспособности не представляется возможным.

Экологичность

LiFePO4 не имеют в своем составе веществ, которые негативно сказываются на экологии. Более того, АКБ хорошо подвержены переработке, повторному использованию. Во многих странах уже наладили государственные программы по сбору таких использованных батарей. И в процессе работы они не выделяют никаких вредных веществ в окружающую среду.

Единственное, чего следует избегать: замыкания слоев между ячейками. Такое может произойти только при механическом повреждении корпуса. Соответственно, устанавливая АКБ в лодку, его необходимо жестко фиксировать. К незначительным вибрациям они имеют хорошую устойчивость.

Факторы, влияющие на выбор LiFePO4 аккумулятора

Почему для лодок с электромотором следует отдавать предпочтение именно LiFePO4 аккумуляторам? Есть несколько критериев, которые являются решающими в этом плане.

Совместимость с оборудованием

LiFePO4 аккумуляторы сейчас выпускают с напряжением, адаптированным под все популярные модели лодочных электромоторов. И нужно также заметить, что даже под критической нагрузкой просадки по напряжению у таких батарей незначительные.

Это положительно сказывается на эксплуатационном ресурсе электрических двигателей. Проще говоря, LiFePO4 батареи «бережно» обходятся с лодочными электромоторами. Позволяют плавно регулировать обороты, без каких-либо перебоев, скачков.

К данным АКБ также можно подключать инверторы, в том числе и те, которые генерируют переменный ток с напряжением в 220 Вольт. Это позволяет прямо на лодке организовать себе зарядную станцию для любых устройств: смартфоны, навигаторы, эхолоты, ноутбуки, компактные холодильники и так далее.

График падения напряжения при разряде в LiFePO4 стабильный. Примерно от 90 до 30% напряжение падает всего на 5 – 10% от номинального. Это гораздо лучше, чем у свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторных батарей.

Климатические условия

LiFePO4 допускается эксплуатировать при низких температурах окружающей среды. Оптимально от -10 до +55 градусов по Цельсию. Допускаются краткосрочное использование и при более низкой температуре. Хотя при рыбалке в этом необходимости никакой нет.

Также отмечается, что LiFePO4 более устойчивы к перепадам температуры окружающей среды. Их емкость от этого меняется совсем незначительно, на уровне погрешности. В процессе работы они нагреваются, в среднем, всего до 30 – 35 градусов по Цельсию. Даже если нагрузка экстремальная, то есть, близкая к максимально допустимой.

Техническое обслуживание

Технического обслуживания LiFePO4 батареи не требуют. Они не разборные, в герметичных ячейках. Но им требуется балансировка для продления эксплуатационного ресурса. Соответственно, подключать их необходимо через плату BMS.

Производители этот нюанс учитывают. И большинство АКБ, совместимых с лодочными электромоторами, поставляются с уже интегрированной SMART-BMS. Это плата, которая выполняет следующие функции:

  • не допускает глубокого разряда, отключая батареи при критически низком напряжении;
  • не допускает перезаряда во время зарядки;
  • балансирует напряжение между ячейками (большинство АКБ большой емкости состоят из нескольких ячеек, где каждая работает при напряжении в 3,2 Вольта).

Если же такая плата не интегрирована, то её потребуется приобрести отдельно. Все эти нюансы необходимо уточнять в технической документации к аккумуляторной батарее.

Подведем итог

LiFePO4 по праву являются на сегодня самыми лучшими во всех планах АКБ для лодочных электромоторов. У них и эксплуатационный ресурс большой, и емкость огромная. Они безопасны, не требовательны в плане ухода. Им не нужно регулярное техническое обслуживание.

Единственный недостаток — цена, если сравнивать с другими типами аккумуляторных батарей. Учитывая их эксплуатационный ресурс, который примерно в 5 раз больше, чем у свинцово-кислотных, покупка данной АКБ по итогу получится выгоднее.