我在船上使用磷酸铁锂电池。
为了准备环球航行,从2020年初开始我就在自己的船上安装了磷酸铁锂电池,我的锂电池组在 2024 年 3 月 10 日迎来了5岁生日。到目前为止。它仍然可以提供100%的700Ah额定容量,对铅酸电池来说这是不可能的。坦白说,我真的非常喜欢它们,它们是一个彻底的游戏规则改变者,让我们在海上实现了用电自由。
随着锂电池在航行船舶上的使用越来越多,锂电池的安全性问题变得越来越重要。电动汽车和手机锂电池着火的新闻报道可能会传达这样的信息: 这些电池是不可靠的。首先,大多数普通消费者并不知道锂离子电池分为很多种类型,最常见的有钴酸锂(手机中的电池),锰酸锂,镍钴锰锂(三元,电动汽车电池)和磷酸铁锂 (LiFePO4),每个都有自己的电压、能量密度和安全特性。事实上,磷酸铁锂才是适用于船上的生活电池,更安全且不易挥发。
不久前,应美国海岸警卫队的要求,美国船舶和游艇委员会(ABYC)技术部门的专家最近进行了一些锂电池测试。ABYC测试人员试图在实验室中制造一种锂电池着火的情况,但他们没有成功。
显然,锂离子电池是一种非常安全的技术,不过这并不代表LiFePO4 电池不会热失控和着火。磷酸铁锂电池可能会着火,并且可能会发生热失控,但与其他锂离子电池相比,这种情况要少得多。如果磷酸铁锂电池确实着火了,你就不会想靠近它。所以,如果你正在考虑为船上安装锂电池,有些东西是必需要知道的。
这是我在船上学习、实验和安装/使用磷酸铁锂电池的一些经验分享。
从现在开始,当我说锂或锂离子时,它指的是磷酸铁锂。
不能直接替换铅酸
从网上买一个锂电池来直接替换船上的铅酸电池,我见过太多这样做的船东……
由于锂电池充电电压与铅酸电池不同,这意味着将它们安装在船上时,它们不能即插即用。简单地将它们连接到传统充电器上会带来麻烦。与标准交流电池充电器一样,确保船上的交流发电机充电器/调节器与锂电池兼容至关重要。每当电池管理系统(BMS)确定充电处于不安全水平时,它就会断开电池与系统的连接。对于交流(岸电)充电,这不是一个主要问题,但对于交流发电机充电,这可能意味着你的交流发电机在没有电池的情况下运行,这可能会反馈并损坏交流发电机。
更换交流发电机充电器的推荐替代方法是安装直流——直流转换器。这种设备允许你将交流发电机连接到现有的铅酸电池组。然后,直流——直流转换器将铅酸电池组连接到锂电池组,并使用现有交流发电机充电器对锂电池组进行适当隔离和充电。
如果船上有太阳能板的话,请将现有的太阳能控制器换成与锂电池兼容的MPPT控制器,并配制充电文件,提高充电效率。
不要用于发动机启动
虽然锂电池的特性非常适合家用电源应用,但大多数锂电池并不是为发动机启动而设计的。标准锂电池的典型峰值电流为 200A,不适用于发动机启动。幸运的是,目前有些锂电池生产厂家开始提供锂启动电池,Thundersky Winston就是其中之一,它们的启动电池可以提供1000A峰值电流,持续两秒。这是业内唯一设计和额定用于发动机启动的锂电池之一。与其它锂电池一样,Winston LP 系列也是深循环电池,使其成为真正的双用途选择。
不要让电池保持在充满状态
铅酸电池有一个致命弱点就是几乎总是硫酸盐化。为了抵御硫酸化的影响,需要尽可能频繁地将它们充电至 100% 电量 。对于许多巡航帆船来说,这是非常困难的,除非你的船在每次使用后都停泊在码头上,或者船上具有足够多的太阳能板充电系统。 磷酸铁锂电池不需要像铅酸电池那样经常充电到 100%电量。事实上,将锂电池保持在 100%电量实际上会对循环寿命产生负面影响。对于锂电池来说,在常规情况下不需要恢复到 100%电量是一项重大胜利。当我们出海回来时,如果船上的电池电量只有 50%,我不在乎,我只要关掉船上的太阳能充电系统就可以离开了(在疫情期间我们离船回国时,我关掉了船上的充电系统,让电池电量保持在80%,27个月后当我们回来时,我连接上充电系统给电池充了一会电,它马上就恢复了工作,真的是不可思议!)。 锂电池实际上更愿意保持在中等电量,而不是满电量。享受没有发动机的航行吧。
不要在网上购买锂电池
正确说法是:不要从淘宝,阿里巴巴,Ebay等购物网站上购买锂电池,尤其是锂电池Pack,除非是从真正的具有一定知名度生产厂家购买。
事实上,由于推广新能源的原因,我们国家已经是世界上最大的锂离子电池生产国,其中磷酸铁锂更是占了全世界90%以上的产量。同时,我们国家也变成了锂电池最大的消费国。随着我国电动汽车保有量的增加,退役(报废)锂离子电动汽车电池的数量也大幅增加。据中国乘用车协会的统计,2020年中国汽车动力电池累计退役量超过20万吨(约25GWh),预计到2025年将达到96万吨,这还不包括其它方面使用的锂电池。那么,这些从汽车上拆下来的锂电池去哪里了呢?
答案不言自明,这些拆机锂电池经过筛选后大部分改头换面再次在市场上销售。不要问我是怎么知道的,这其实是一个公开的秘密。记得当年我在寻找磷酸铁锂电池的时候,有个速卖通的商家告诉我:不要痴心妄想,在网上(指国内)根本买不到真正全新的锂电池,除非向生产厂家订购10000个以上才有可能。我想想也对哦,因为我记得在2018年还是19年之前,比亚迪生产的锂电池根本不向其它的车企提供,如果连车企这么大的市场他都不care,作为普通消费者,怎么可能在网上随便就能买到比亚迪电池呢。如果你买到了,那么恭喜你,你中奖了!
什么是锂电池Pack?
锂电池Pack又称为电池模组,是指将多个单体电芯通过串并联的方式连接而成,应始终内置 BMS,并考虑系统机械强度,热管理等问题,具有标准铅酸外壳尺寸。
一旦电池被密封粘合在一个的塑料外壳中,你就无法知道买到的是什么样的电池。里面的电芯是方形的还是圆形的?是新的还是二手的?如果是圆形的,它们组装得有多好?有没有BMS? 能处理多大的电流?有没有远程显示/警报选项?带蓝牙吗?内部接线能通过多大电流?……
要知道,船上很大一部分火灾是由设计和安装不当的电气系统引起的,其中包括由“专业人员”安装的电气系统,尤其对于二手帆船来说。这是一种令人沮丧的常见情况。