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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

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。

コメント一覧

  1. Sakai Atsushi より:

    SRNE All-in-one solar charger inverterの設定Parameter
    N0.32 RS485-1 communication と No.33 Battery BMS communication があることから推測しますと、
    特定のスマートBMS から SRNE All-in-one solar charger inverterに、RS485にてLFPデータが取り込めるように思われました。
    小生は200~300Ah 16セル=48V の特定BMSをamazonやAli-Expressで検索しましたが見つけることができませんでした。
    このあたりの情報をご存じなら嬉しいです。
    SRNE社に直接伺ったほうが早いかもしれませんが、交信に慣れておらずです。
     BMSデータをRS485で撮り込みたい理由ですが、
     LFPの温度や各セル電圧などの詳細データを、田淵電機のAll-in-one inverterはでデータ通信で取り込んでおります。
    また、Wanda gorge WG-48100 (48V-LFP) 仕様書では、LFP電圧は電池温度と電流によって変化するというグラフが掲載されておりました。

    1. Yousuke.U より:

      こんにちわ。
      BMSについて殆ど知識がなくお役に立てそうにありません。

      >> LFP電圧は電池温度と電流によって変化する

      なるほど、バッテリーの温度が電圧に影響するのですね。充電中に電圧が高くなるのは、温度が高くなるのが理由といったところでしょうか。

  2. Sakai Atsushi より:

    常温から上の変化は少ないようですが、特にマイナス温度側は電圧低下が著しく見えました。
    屋内で使うときはさほど問題無さそうですが、電池の屋外設置では地域によっては厳しいと思われました。

    それと、バッテリ~インバーター間ケーブル長が長いと、電圧降下によって、ハイブリッドインバーターが検知する電池電圧に誤差が生じます。
    YOUTube映像のケースでは、そんな方は少ないようですけど。
    残量に対する電圧変化は微小なので、残量予測は微妙だなあと感じました。

    電池含め、中華か国産の蓄電システムか迷っております。

  3. MRパパ より:

    こんばんは。ampereTimeのバッテリーを使用している方が多いですが、私はBluetoothでBMS情報を監視できるチェリーベルの24V100Ahを3並列で使用しています。(anpertimeと同じく24V100Ahを2直4並列可能で、BMS情報を監視できるのでオススメです※公式通販なら同等価格と思います。)
    ハイブリッドインバーターはHF2430U60-100ですが、バッテリーのBMSを監視していると、BMS未接続のハイブリッドインバーターのSOCが殆どアテにならないことがよくわかります。
    CAN(RS485)が規格品ならCAN接続可能なバッテリーを使えばハイブリッドインバーターのSOCも正常になると思うのですが、同容量分のバッテリーに比べてかなりコスト増なのでちょっと手は出せません。

    1. Yousuke.U より:

      コメントありがとうございます。
      チェリーベルのバッテリーはBMS情報を取得できるのですね。
      ハイブリッドインバーターの監視ツールの情報があまり充てにならないとは感じていましたので、結局のところインバーターからの出力先で実際の消費電力量を測ったりしています。
      バッテリーのコストを上げると費用回収が大変になりそうで悩ましいですね。

  4. Lifep04購入しました。仕様は3.2v、240Ah、16セルです。SRNEで稼働させます。
    容量は通常3.2×16×240=12288whになると思っていいました。「想定する残り容量の表」を拝見してから充電された電圧値×Ahがその時の容量なのか?と考えるようになりました。BMS設定で充電バランス電圧を高め設定して、「想定する残り容量の表」の電圧値で100%充電出来ればかなり容量が稼げるように思えますが、この考え方で宜しいでしょうか?表でいえば、54v100%Soc(54v×240Ah=12960wh)
    但し、数回充放電テストしていますが、容量は240Ahよりも少ない気がしています。53Ⅴで100%soc(12620whのはず)で400w負荷で2時間経過でLoバッテリーエラーです。(49.0vでLoセット)どういう事なのかさっぱり分かりません。AliExpressで購入したものです。
    紛争しますが、容量計算の考え方についてご教示頂きたく宜しくお願い致します、

    1. Yousuke.U より:

      コメントありがとうございます。
      BMSについて知識がありませんが、49Vde低電圧による停止というのは機器として正常な動作のように思います。
      逆に53Vで100%というのは少ないのかもしれません。
      また、想定している容量の計算方法に問題はないはずです。
      どちらにせよ、構成から400w負荷の2時間で無くなるような仕様ではないですよね。充電がなくても1日稼働しそうです。
      設定・設計に問題があるか、バッテリーに不具合があるのかと思います。
      SRNEのインバーターによって停止している場合、設定のバッテリーの種類がLifep04のものになっているか確認してみて下さい。
      自作組みのバッテリーであれば、セル単体の電圧をそれぞれ計測して想定値になっているか確認してみると良い気がします。

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