Hướng dẫn sạc pin sắt LFP

Cách sạc pin sắt LiFePO4 tốt nhất

Pin sắt Lithium Iron Phosphate (LFP) là một nhánh của pin sạc Lithium-ion nhưng có điện áp đầu cuối thấp hơn. Vì vậy, cách tốt nhất để sạc pin LiFePO4 là mua bộ sạc chuyên dụng loại tốt giành riêng cho LiFePO4 (LFP – pin sắt phốt phát), với phương pháp sạc CCCV, điều này sẽ đảm bảo pin hoạt động tốt, trong thời gian dài.

(Xem: Cách sạc pin lithium-ion)

• Dòng sạc tiêu chuẩn phù hợp với pin sắt là 0.2C to 1C. (ví dụ: pin 100Ah LiFePO4 có dòng sạc tiêu chuẩn là 20A (0.2C) tới 100A (1C).)
• So với các loại lithium-ion khác, Pin sắt có thể sạc nhanh hơn với hệ số C từ 1C tới 3C. (ví dụ: pin 100Ah LiFePO4 có thể sạc với dòng từ 100A (1C) tới 300A (3C) trong chế độ sạc nhanh.
• Sạc cân bằng pin sắt (hay còn gọi là cân bằng pin sắt) nhằm cân bằng các cell trong khối pin, thường dùng dòng sạc rất nhỏ từ 0.1C tới 0.2C.

Dùng sạc ắc quy axit chì để sạc pin sắt LFP có được không?

Câu trả lời ngắn gọn là Có, nhưng hãy cẩn trọng bạn nhé!!!

Theo nhiều cách, LFP cũng giống như axit chì, cho phép tương thích với một số bộ 6V và 12V nhưng có số lượng cell khác nhau. Trong khi axit chì có giá thành thấp với nguồn điện đáng tin cậy và an toàn, LFP có vòng đời dài hơn và cung cấp dung lượng gấp đôi axit chì. Những lợi thế này với kích thước và trọng lượng nhỏ hơn bù đắp cho giá mua cao hơn của bộ LFP. (Xem thêm Cách kéo dài tuổi thọ pin Lithium.)

Khả năng tương thích của bộ ắc quy 12V giữa LFP và axit chì có thể thực hiện được bằng cách thay thế sáu cell axit chì 2V bằng bốn cell LFP 3.2V.

Điện áp danh định của pin	Điện áp cục sạc	Khoảng điện áp cục sạc có thể chấp nhận được
12V 4S (12.8V)	14.4V	14.0V~14.6V
24V 8S (25.6V)	28.8V	28.0V~29.2V
36V 12S (38.4V)	43.2V	42.0V~43.8V
48V (15S) – (48V)	54.0V	52.5V~54.7V
48V(16S) (51.2V)	57.6V	56.0V~58.4V

Bảng 1: Bảng điện áp pin và sạc tương thích 

Bước 1: Trước tiên, hãy đảm bảo bộ sạc phù hợp với bảng điện áp bên trên. Sau đó, xem thông số dòng điện tối đa có phù hợp với khối pin của bạn không. Thông thường, đối với pin lithium-ion, dòng sạc khuyến nghị nằm trong khoảng 0.2C tới 0.5C. Đọc thêm: hệ số sạc xả C.

Bước 2: sau khi đảm bảo các thông tin phù hợp ở bước 1, bạn sẽ thấy bộ sạc ắc quy AGM và gel có thuật toán phù hợp với pin LFP.

Đối với ắc quy chì nước, bộ sạc này thường không tương thích và BMS sẽ lập tức ngắt sạc. Do được bảo vệ bởi BMS, khối pin sẽ không hỏng.

Trường hợp cắm sạc ắc quy vào mà BMS tự ngắt, lời khuyên là bạn nên mua bộ sạc chất lượng tốt giành riêng cho LiFePO4.

Ghi chú:

• Sau khi BMS khởi động tính năng bảo vệ và ngắt sạc, nếu dùng vôn kế đo điện áp của khối pin bạn sẽ thấy giá trị này bằng 0. Vì vậy, nếu sau đó, cắm sạc ắc quy chì thì bộ pin sẽ không nhận sạc. Nếu thấy cục sạc ắc quy đó có chức năng “battery voltage detection function – cảm ứng điện áp” bạn có thể thử tắt bỏ chức năng này, rồi sạc lại xem có vào điện không. Nếu vẫn không vào, bạn cần mua sạc pin LFP tốt có chức năng priming đánh thức BMS.
• Không dùng sạc ắc quy có chức năng tự động phá sun phát– automatic equalization mode, do những sạc này có dòng xung mạnh, có thể làm hỏng khối pin LiFePO4.
• Hãy dùng sạc ắc quy có thể chuyển sang chế độ sạc không quá 14.6V vĩnh viễn, tuy nhiên bạn phải ngắt pin khỏi nguồn khi pin đã no.

Bộ sạc ắc quy có chức năng phá bỏ sun phát.

Có nên sạc đầy pin LiFePO4 tới 100% hay không?

Pin sắt có hiện tượng bộ nhớ không?

Đây là một trong những chủ đề còn nhiều tranh cãi. Quan niệm thông thường bạn thấy là lời khuyên sạc pin LifePO4 tới 90% để tối đa tuổi thọ pin. Tuy nhiên, trong quan điểm của chúng tôi, bạn nên sạc tới 100%, sau đây là lý do.

Mặc dù quy luật chung đối với pin lithium-ion là nên giữ pin trong khoảng sạc SOC từ 20 tới 80% nhằm kéo dài tuổi thọ pin, điều này lại không hay gì với pin sắt (LifePO4). Loại pin này có hiện tượng bộ nhớ, vì vậy nếu chỉ sạc tới 80% thì bạn sẽ mất 20% dung lượng một cách phí phạm.

Đúng là pin sắt mang đặc tính của dòng lithium-ion là nhạy cảm khi ở điện áp đỉnh, hiện tượng “overcharge” – sạc quá mức sẽ làm pin xuống cấp rất nhanh.

Nếu muốn pin hoạt động được lâu, bạn hãy sạc tới 100% nhưng sau đó, nên sử dụng luôn (xả) pin để tránh để pin trong áp đỉnh.

Sạc nhỏ giọt (trickle charge), float charge (sạc thả nổi) hay còn gọi là topping charge có cần thiết với pin LiFePO4 hay không?

Câu trả lời ngắn gọn là không.

LifePO4 là một nhánh của lithium-ion, loại pin này “Rất ghét” ở trong tình trạng no, sơ đồ sạc của nó bao gồm hai giai đoạn là ổn dòng (Constant current – còn gọi là bulk charge) và sạc ổn áp (constant voltage – còn gọi là absorbant charge), sau đó ngắt sạc hoàn toàn.

Sạc pin LiFePO4 bằng biến tần / Bộ điều khiển sạc (charger controller)

Bộ sạc chuyên dụng solar charger controller sẽ sạc giống như sạc axit chì, với 3 giai đoạn là ổn dòng, ổn áp và sạc nổi.

Khi sạc pin sắt bằng biến tần, thiết bị sẽ yêu cầu bạn cài đặt thêm một số thông số khác như điện áp sạc nổi (float voltage). Bạn có thể tham khảo bảng dưới:

Bảng điện áp sạc nổi pin sắt khi sạc bằng tấm năng lượng mặt trời

Nguồn: Canbat Canada

Tuy nhiên, một ghi chú là float charger (sạc nổi) về lâu về dài sẽ làm khối pin sắt xuống cấp, giảm tuổi thọ.

Nếu dùng hệ nhỏ bạn có thể tham khảo khối pin LiFePO4 12V 100AH hoặc 24V 200AH. 

Nếu dùng 48V hoặc lớn hơn, bạn nên dùng hệ lưu trữ có giao tiếp biến tần.

 

Sạc pin LifePo4 bằng máy phát điện ôtô (alternator)

Có thể sạc pin sắt bằng máy phát ô tô, tuy nhiên do loại pin này có nội trở rất nhỏ có thể ăn dòng lớn làm cháy máy phát điện. Bạn cần trang bị sạc DCDC hoặc bộ điều áp (voltage regulator) và đảm bảo sạc này tương thích với khối pin. (tương tự bạn phải lặp lại các bước kiểm tra tương thích như bên trên với sạc ắc quy axit chì).

Sạc pin LifePo4 bằng tấm năng lượng mặt trời (solar panel)

Bạn không thể sạc trực tiếp LFP bằng tấm pin năng lượng mặt trời được, do tấm này có điện áp không ổn định, đồng thời nó không biết khi nào thì ngừng sạc. Bạn chỉ cần mua thêm bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời (Solar Charge Controller) chất lượng tốt. Tuy nhiên, hãy kiểm tra sự tương thích của điện áp đầu ra tấm năng lượng mặt trời có phù hợp với điện áp của pin hay không bạn nhé.

Lượng điện tấm pin năng lượng mặt trời cũng phụ thuộc vào mặt trời, vì vậy bạn cần có tính toán thời điểm sạc pin cho phù hợp.

Dùng sạc lithium ion (NMC) để sạc pin LifePo4 được không?

Câu trả lời ngắn gọn là không, mặc dù cùng dòng họ pin lithium-ion, nhưng thuật toán sạc hoàn toàn khác nhau.

Pin NCM và LFP có cùng phương pháp sạc CCCV với 02 giai đoạn sạc, tuy nhiên, NCM có khoảng áp từ 3V tới 4.2V, còn LiFePO4 có khoảng áp 2.5 tới 3.65V.

Do điện áp khác nhau, nếu sử dụng bộ sạc li-ion NMC cho LifePo4 có thể dẫn tới sạc quá mức pin sắt, có thể xảy ra hư hỏng và cháy nổ.

Mắc nối tiếp và song song pin sắt LFP 

Nguyên tắc chung của nối tất cả các loại pin:

1. Mắc nối tiếp: pin cần đồng nhất về dung lượng, điện áp khác nhau có thể chấp nhận được.
2. Mắc song song: pin cần đồng nhất về điện áp, dung lượng khác nhau có thể chấp nhận được.

Đây là nguyên tắc nằm lòng cần tuân thủ và nó đúng với mọi loại pin. Vì vậy, khi nói riêng với pin LFP, bạn cần đảm bảo khi mắc nối tiếp, áp lệch nhau không quá 0.05V , còn khi mắc song song  điện áp không lệch nhau quá 0.1V.

Nếu mắc song song, khi áp lệch nhau, ngay lập tức có hiện tượng pin có áp cao muốn “sạc” pin có áp nhỏ. Tuy nhiên, pin LFP có đường cong sạc xả có độ bằng phẳng lớn, nghĩa là một pin có SOC 20% và 80% có điện áp không lệch nhau nhiều, dẫn tới việc cân bằng pin này diễn ra vô cùng lâu. Vì vậy, hãy sạc đầy từng pin LFP riêng, sau đó cân bằng pin trước khi mắc chúng vào hệ thống.

Nếu mắc nối tiếp, nếu lệch áp, khi sạc, pin có áp lớn sẽ đầy trước, trong khi pin kia có thể còn rất đói, và đóng mạch, gây nên toàn chuỗi dừng sạc trong khi pin kia chưa đầy.  (tương tự với xả). Vì vậy việc cân bằng pin rất quan trọng.

Pin sắt LifePO4 có cần cân bằng định kỳ không?

Do đặc tính đường cong sạc xả vô cùng bằng phẳng, người ta không dùng điện áp để xác định được trạng thái sạc SOC của pin, dẫn tới rất dễ xảy ra hiện tượng các cell không cân bằng. Vì vậy, mặc dù dịch vụ “equalization” không khẩn thiết như axit chì phải làm hàng tháng, và BMS có cân bằng pin sắt, nhưng người sản xuất vẫn đề nghị bạn thực hiện cân bằng pin vài tháng một lần, định kỳ.

BMS xịn cũng cần có chức năng cân bằng, đặc biệt là BMS có trạng bị bluetooth.

FAQ:

Sạc ắc quy có sạc được pin không?

Câu trả lời là có. Sạc ắc quy sạc được pin sắt mắc thay thế 6V hoặc 12V, tuy nhiên tốc độ sạc chậm hơn sạc chuyên dụng, Điện áp cũng không lên tới áp trần, và nếu dùng lâu dài làm giảm tuổi thọ của pin.

Sạc pin NCM và sạc pin sắt có đổi cho nhau được không?

Câu trả lời là không. Do sự lệch áp và loại hóa học khác nhau. Khi sạc lệch áp sẽ dấn tới việc pin sắt bị sạc quá áp, hoặc pin NCM không nhận đủ điện tích.