Сервисная аккумуляторная батарея — это автономный источник энергии на катере. Она должна иметь высокую энергетическая плотность, стабильно работать при интенсивных нагрузках и в любых условиях оставаться безопасной. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы полностью соответствуют этим требованиям

BMS аккумулятора

LFP аккумулятор состоит из литиевых элементов, накапливающих электрическую энергию, и системы управления (BMS). Напряжение и температура элементов должны строго соответствовать жестко заданным требованиям. Поэтому BMS отслеживает эти параметры и в случае отклонения от нормы, генерирует сигнал предупреждения или тревоги. Предупреждение подается заранее, до того, как характеристика вышла за допустимые пределы. Это позволяет пользователю отреагировать и принять необходимые меры.

Если пользователь не предпринимает никаких действий и напряжении или температура выходят за пределы рабочего диапазона, BMS генерирует сигнал тревоги и самостоятельно отключает устройство зарядки или нагрузку.

Зная напряжение, температуру и измеренный встроенным шунтом ток, BMS рассчитывает заряженность аккумулятора и передает его на системный монитор

Зарядка аккумулятора

LiFePO4 аккумулятор разрешается заряжать при температуре от +5 °C до +50 °C. При температуре ниже 15 °C и выше 35 °C зарядный ток должен уменьшаться до 0,3C, а если температура достигает минимальной или максимальной пороговой отметки, BMS должна отключать устройства зарядки

Важными характеристиками зарядного профиля LFP аккумулятора являются напряжение и длительность этапа абсорбции, а также величина поддерживающего напряжения:

Напряжение абсорбции для 12-вольтового аккумулятора: 14,2 Вольт
Минимальная длительность абсорбции для автономных систем с высокой интенсивностью циклической зарядки от 4 до 8 часов в месяц. Этого времени достаточно для того, чтобы система балансировки правильно выровняла напряжения элементов
Поддерживающее напряжение: 13,5 Вольт

Зарядный ток

Несмотря на то, что литий-железо-фосфатный аккумулятор разрешено заряжать высоким током, производители АКБ не рекомендуют превышать значение 0,5 С. Для аккумулятора емкостью 100 Ач зарядный ток 0,5 С равен 50 А. Это значит, что на зарядку полностью разряженного аккумулятора потребуется как минимум 2 часа.

Зарядка от генератора двигателя

По сравнению со свинцово-кислотными, литиевые аккумуляторы имеют очень низкое внутреннее сопротивление и во время зарядки способны поглощать большой ток. Поэтому при зарядке LFP аккумулятора от генератора двигателя катера необходимо соблюдать следующие рекомендации:

Номинальный ток генератора должен как минимум в два раза превышает емкость аккумуляторной батареи. Например, генератор номиналом 400 А можно безопасно подключить к аккумулятору емкостью 200 Ач.
Регулятор напряжения генератора должен иметь температурную компенсацию. Это поможет предотвратить перегрев генератора.
Используйте DC-DC зарядное устройство. Оно ограничивает ток, потребляемый аккумулятором, снижает нагрузку на генератор и не позволяет ему перегреваться

Разряд аккумулятора

Несмотря на наличие в аккумуляторе BMS опасность повреждения LFP элементов из-за глубокого разряда сохраняется. Это может произойти из-за остающихся в системе после обесточивания катера незначительных нагрузок, таких как сигнализация, реле, мониторы или устройства, находящиеся режиме ожидания.

Остаточный ток становится особенно опасным после того, как BMS отключила полностью разряженный аккумулятор от внешней цепи. В этой ситуации в ячейках сохраняется заряд равный примерно 1 Ач на каждые 100 Ач емкости. Когда этот резерв окажется исчерпан, элементы будут повреждены. Например, если собственное потреблении BMS составляет 10 мА, то аккумулятор емкостью 200 Ач будет поврежден, если его оставить разряженным на 8 дней.

Отключение из-за низкого напряжения, выполняемое BMS, необходимо рассматривать исключительно как крайнюю меру защиты, предотвращающую неминуемое повреждение аккумулятора. Вместо этого, при продолжительных стоянках сервисный аккумулятор катера нужно отключать встроенным или внешним выключателем

Разрядный ток

LFP аккумулятор допускается разряжать при температуре от -20 °C до +50 °C. Непрерывный разрядный ток не должен превышать 1 С. Чем выше скорость разряда, тем больше тепла выделяет аккумулятор, поэтому для его отвода требуется продуманная система проточной или принудительное вентиляции. При высоком разрядном токе некоторые ячейки могут достигать порога низкого напряжения быстрее, чем остальные, а значит возможно срабатывание защиты

Скорость разряда зависит от температуры. При температуре ниже 0 °C и выше 35 °C разрядный ток необходимо уменьшать до 0,5 C.