リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)の電圧と残り容量

2022-08-19

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)を利用している上で得た実際の電圧と想定する残り残量をメモした情報を紹介しています。

利用しているバッテリー製品は利用しているバッテリー製品はAmpere TimeのLiFePO4 リン酸鉄リチウムイオンバッテリー、12V 200Ahになります。

Ampere Time | 12V 200Ah LiFePO4 リン酸鉄リチウムイオンバッテリー 内蔵100A BMS

この製品を12V 200Ahのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)を2直列1並列で繋いで24Vのバッテリーシステムで運用しています。

また、充電器及びインバーターはSRNEのハイブリッドインバーターを利用しています。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)の電圧と残り容量

LiFePO4バッテリーの放電時の電圧と、およその残り容量になります。

過充電切断電圧、低電圧再接続電圧、低電圧切断電圧はメーカーの指定値です。

想定する残り容量12V24V48V
100%(過充電切断電圧)15.0V30.0V60.0V
100%(満充電時)14.6V29.2V58.4V
100%(満充電直後)13.5V27.0V54.0V
99%(放電開始時)13.45V26.90V53.80V
90%13.15V26.30V52.60V
80%13.13V26.26V52.52V
70%13.10V26.20V52.40V
60%12.99V25.98V51.96V
50%12.96V25.92V51.84V
40%12.95V25.90V51.80V
30%12.88V25.76V51.52V
20%12.75V25.50V51.00V
10%12.57V25.14V50.28V
5%12.32V24.64V49.28V
7%くらい?(低電圧再接続電圧)12.4V24.8V49.6V
0%(低電圧切断電圧)10.8V21.6V43.2V

検証条件とメモ

  • 24Vシステムで検証、電圧はバッテリー個々で測定
  • 満充電からBMSの停止までの総電力量を測る
  • ほかデータ、消費している電力量で逆算
  • 今後の利用の中で、想定する残量と電圧値を編集

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)の電圧値の特徴

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LiFePO4)の特徴や利用していてわかった事をメモしています。

充電後、電圧は一定値まで落ちる

充電を完了とする電圧は、すぐに電圧は13.6V(27.0V、54.0V)前後に低下します。

例えば「14V(28V、56V)まで充電したのに、電圧を確認すると13.6V(27.0V、54.0V)前後になっている。」という状況は正常な挙動となります。

また、下でも記述していますが充電時において低下する13.6V(27.0V、54.0V)からの電圧時は高速に充電するわけではなく、むしろ一番充電に時間がかかる範囲になります。

容量100%と容量0%の電圧値

満充電後、負荷接続時の電圧はおよそ13.4V(26.8V、53.6V)、残り0%はおよそ12.4V(24.8V、43.2V)という認識で問題なさそうです。

容量を使い切らず、例えば20%残しながら運用する場合は、目的の電圧値でハイブリッドインバーターの設定や手動、自動切り替え装置で切り替えながら利用します。

充電時と放電時の電圧の滞在バランスは大きく違う?

滞在という言葉が正しいかわかりませんが、充電中に確認する際の電圧値と、放電中に確認する際の電圧値のバランスには大きな差があるのでしょうか。

まだ数日の使用状況ですので、認識不足かもしれません。

少なくとも、上記の充電後に低下する値、13.6V(27.0V、54.0V)から満充電までの電圧の間に多くの充電時間(量)が必要でした。
この間に多くの電気を充電しますが、放電時には即時に低下する範囲であるため、その分は違う電圧の値の時に回っている、といったところでしょうか。

感覚としては、放電時、26V前後(24Vシステム)の電圧の時に長く滞在しているようです。
充電時の電圧をチェックすると、26V前後の(24Vシステム)電圧あたりは、あっという間に充電されていきます。

しかし、ソーラーパネルからの充電など充電と放電が入り交ざった時の挙動については全く追えていません。

電圧と残量の関係は、充電開始時の残量などの状況によって変わってくるのかもですね。

バッテリーモニターを入手すれば簡単に把握できるのだと思いますが、ある程度は把握しておきたい気持ちもあり(コスト増がー)、まだ購入には至っておりません。