TIJDINGEN nr. 82 april - mei - juni 02 2012 - VMl

gegarandeerd voldoende spanning zal geven gedurende
het volledige ontlaadproces. Dit is bijvoorbeeld voldoende
om 1 of meer laders van het type iCharger 306B of 3010B
tot 500 Watt aan te sturen, dit is de limiet van deze laders
bij 12 Volt ingangspanning. Hogere voltages zouden nog
meer vermogen leveren, maar het hele concept te zwaar
maken. Aan een gewicht van 4 maal 3,4 kg, dus ongeveer
14 kg, kan je het zaakje nog steeds dragen zonder je rug
te breken.
Een vergelijkbare 100Ah loodbatterij weegt ongeveer
30 kg, maar deze laat je niet toe om de capaciteit voor
100% te gebruiken, eerder rond de 50%, en dan nog
alleen maar als het “deep-cycle” batterijen zijn. Dus in
feite is de gewichtsverhouding nog veel slechter, bij
gelijkwaardige effectieve capaciteit. Je zou dus grofweg 60
kg loodbatterijen nodig hebben om de reële capaciteit van
14 kg LiFe batterijen te evenaren.
Een dergelijke, individuele LiFePO4 cel ziet er bijvoorbeeld
zo uit:
Hieronder de technische specificaties van enkele types
van deze cellen (van 40 tot 100Ah):
Als we vier van deze cellen in serie zouden verbinden,
en even kijken naar de ontladingscurven, dan kunnen
we berekenen date een dergelijke batterij genoeg
vermogen zal leveren om ongeveer vijftien 6S/4000mAh
li-po batterijen te laden. In een notendop: the LiFePO4
batterij heeft een capaciteit van (afgerond) 12 Volt maal
100 Ampère-uur = 1200 Watt-uur, en één 6S/4000mAh
li-po batterij heeft ongeveer 25 Volt maal 3,2 Ampère-uur
= 80 Watt-uur nodig om op te laden (bij 80% ontlading).
VML Tijdingen 82 - juni 2012 - pag 31
En 80 gaat 15 keer in 1200, vandaar. Eigenlijk moet je
minstens 10% rendementsverlies in de laders rekenen,
maar langs de andere kant zijn li-po batterijen dikwijls niet
tot aan de vuistregel van 80% ontladen, en de berekening
hierboven geldt enkel bij 1C ontlading van de LiFePO4
cellen, dus maar liefst 100 Ampère continu ! Als dit minder
is, zal de capaciteit iets hoger liggen, zoals bij praktisch
alle herlaadbare batterijen. Ondanks dat dit dus slechts
een eerste grove schatting is, toont het wel aan er genoeg
capaciteit voorhanden is om een flink aantal grote li-po
batterijen te laden, wat uiteindelijk de opzet is.
Hierboven de ontlaadcurve van een LiFePO4 cel. Merk
op dat zelfs bij 1C ( = 100 Ampère), we altijd boven 3 Volt
zitten, tot aan 100% van de nominale capaciteit. Dus je
kan bijvoorbeeld makkelijk 1200 Watt afnemen gedurende
een uur, of 600 Watt gedurende iets meer dan 2 uur,
enzovoort.
De onderdelenlijst:
Vier van de bovenvermelde cellen, drie koperen platen en
de bijhorende bouten om de cellen in serie te verbinden,
lader(s), een stevige kist om alles in te monteren, en
bedrading en ook connectoren om de lader(s) aan te
sluiten (om ze kunnen af te koppelen terwijl de LiFePO4
cellen moeten herladen worden). Verder nog enkele 50
tot 60 Ampère zekeringen van de LiFePO4 batterij naar
elke lader, om de batterij te beschermen in geval van
een ongewilde kortsluiting, een 4S balans connector en
een cell-logger om alle cellen EN de totale spanning te
bewaken en indien nodig alarm te geven hierop, tijdens
de ontlaadcyclus van de LiFePO4 batterij.
Opmerking: je kan ook een kant-en-klare 12 Volt “Mono-
Block” LiFePO4 batterij aanschaffen, wat een hoop werk
bespaart, maar deze laten geen individueel celbeheer toe,
en de fabrikant waarschuwt om ze niet te gebruiken tot
aan de limiet van hun capaciteit, en dan nog enkel aan
lagere ontladingswaarden, enzovoort. Daarom hebben we
er maar van af gezien, we wensen zoveel mogelijk van de
capaciteit te kunnen benutten.
Hier een voorbeeld van zo een 12 Volt batterij, dit zijn
eigenlijk gewoon vier van bovenstaande cellen in serie
geschakeld, en verpakt in een stevig omhulsel: