Напряжение LiFePO4 и уровень заряда

У LiFePO4 почти плоская кривая разряда: между 90 и 20 % заряда напряжение ячейки меняется всего на 0,11 В, у 12-вольтовой батареи — на 0,44 В. Поэтому таблица ниже уверенно показывает края — полный заряд и почти пустую батарею, а середину точнее покажет плата BMS со счётчиком заряда.

Опорные напряжения

Напряжение батареи — это напряжение одной ячейки, умноженное на их число: в 12-вольтовой LiFePO4 четыре ячейки, в 24-вольтовой восемь, в 48-вольтовой шестнадцать.

	Ячейка	12 В (4 яч.)	24 В (8 яч.)	48 В (16 яч.)
Конец заряда	3,65 В	14,6 В	29,2 В	58,4 В
Поддержка, не выше	3,40 В	13,6 В	27,2 В	54,4 В
Номинал	3,20 В	12,8 В	25,6 В	51,2 В
Нижний порог платы защиты	2,50 В	10,0 В	20,0 В	40,0 В

До какого напряжения и каким током заряжать, почему свинцовое зарядное не подходит — в статье как заряжать LiFePO4.

Таблица: напряжение по уровню заряда

Напряжение под небольшой нагрузкой — так же, как на графике калькулятора батареи. Сразу после заряда батарея без нагрузки показывает больше, но за час-два это «поверхностное» напряжение уходит.

Заряд	Ячейка	12 В	24 В	48 В
100 % (сразу после заряда)	3,45 В	13,8 В	27,6 В	55,2 В
90 %	3,31 В	13,2 В	26,5 В	53,0 В
80 %	3,29 В	13,2 В	26,3 В	52,6 В
70 %	3,28 В	13,1 В	26,2 В	52,5 В
60 %	3,27 В	13,1 В	26,2 В	52,3 В
50 %	3,26 В	13,0 В	26,1 В	52,2 В
40 %	3,25 В	13,0 В	26,0 В	52,0 В
30 %	3,23 В	12,9 В	25,8 В	51,7 В
20 %	3,20 В	12,8 В	25,6 В	51,2 В
10 %	3,08 В	12,3 В	24,6 В	49,3 В
0 %	2,50 В	10,0 В	20,0 В	40,0 В

Почему вольтметр врёт в середине

Возьмите две соседние строки таблицы между 70 и 30 %: разница — несколько сотых вольта на ячейку. Столько же меняет температура, ток нагрузки или погрешность дешёвого мультиметра. Отсюда частая жалоба: «вчера было 13,2, сегодня 13,2, а батарея села».

Поэтому у LiFePO4 уровень заряда меряют не напряжением, а счётчиком: плата защиты считает ампер-часы, которые вошли и вышли, и показывает остаток в процентах. Такие платы называют умными, Smart BMS, — о них отдельная статья. Напряжение остаётся надёжным только на краях: ровное и высокое — батарея полная, резко падающее — пора заряжать.

Когда пора заряжать

У 12-вольтовой батареи под нагрузкой 12,8 В — это примерно 20 % остатка. Ниже начинается крутой спуск: 12,3 В — около 10 %, 11,4 В — почти пусто, а на 10,0 В отключит плата защиты. Разряжать до отключения регулярно не нужно: ресурс 3000–6000 циклов считают для глубины разряда 90 %.

Мороз и большой ток

Под током в десятки ампер напряжение проседает: в цепи есть сопротивление ячеек, перемычек и клемм. На холоде просадка больше, а отдаваемая ёмкость меньше. Разряжать LiFePO4 можно в диапазоне −20…+60 °C, а заряжать — только при 0…+45 °C: заряд на морозе портит ячейки. Если батарея зимой живёт на улице, нужна плата с подогревом.

Частые вопросы

Какое напряжение у заряженного аккумулятора LiFePO4 12 В?

В конце заряда — 14,6 В, это напряжение отключения зарядного. Сразу после заряда под небольшой нагрузкой около 13,8 В, а при 90 % заряда — около 13,2 В.

Какое напряжение у ячейки LiFePO4?

Номинал — 3,20 В, заряд заканчивают на 3,65 В, плата защиты отключает разряд на 2,50 В. Поддерживающий заряд, если зарядное его даёт, — не выше 3,40 В на ячейку.

До какого напряжения можно разряжать LiFePO4?

Плата защиты отключит на 2,50 В на ячейку (10,0 В у 12-вольтовой). Но для ресурса лучше заряжать раньше: около 3,08 В на ячейку (12,3 В) остаётся примерно 10 %, ниже напряжение падает круто.

Почему напряжение LiFePO4 почти не меняется при разряде?

Такая химия: большую часть ёмкости ячейка отдаёт на почти постоянном напряжении. Между 90 и 20 % разница всего 0,11 В на ячейку. Для техники это плюс — мощность не падает к концу, а для вольтметра минус: остаток по нему не угадать.

Как узнать уровень заряда LiFePO4?

Точнее всего — по плате BMS со счётчиком заряда (Smart BMS): она считает входящие и выходящие ампер-часы и показывает остаток в телефоне. По напряжению уверенно видны только края: полная батарея и почти пустая.

Какое напряжение у LiFePO4 24 и 48 вольт?

24-вольтовая — восемь ячеек: номинал 25,6 В, полный заряд 29,2 В. 48-вольтовая — шестнадцать ячеек: номинал 51,2 В, полный заряд 58,4 В.

Смотрите также

Опишите технику — посчитаем батарею и цену

Павел ответит в течение часа в рабочее время. Нужно знать напряжение системы, ток или модель мотора и сколько часов работы вы ждёте. Если не знаете — пришлите фото шильдика техники.

Быстрее всего в Telegram или WhatsApp, или по телефону +7 996 199-77-11.