锂电池在船上安全吗?

文摘   2024-09-25 18:24   泰国  

我在自己的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。

我们船上DIY的13.2v700Ah ThunderSky Winston磷酸铁锂电池
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剩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,我关掉了船上的太阳能充电系统,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的生产厂家购买

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又称为锂电池模组,也就是我们平常说的锂电池,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。

方形电芯
圆形电芯
软包电芯


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。


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住在帆船上
帆船巡航是很多人向往的一种生活方式。无论你是想买一条帆船还是环球航行或者是介于两者之间的所有话题,你都可以在这里找到。如果你是一位帆船爰好者,那你就来对地方了……
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