Đường cong sạc (Charging curve) là gì?

Hai cách vẽ đường cong sạc

Đường cong sạc được vẽ theo hai cách, tùy loại thiết bị. Cách thứ nhất đặt thời gian trên trục hoành, điện áp và dòng điện trên trục tung, thường dùng cho pin lithium-ion.[1] Cách thứ hai đặt trạng thái sạc SOC trên trục hoành. Đường cong sạc xe điện (EV charging curve) là đồ thị mô tả công suất sạc (kW) thay đổi theo SOC (%) khi xe cắm sạc.[5] Diện tích dưới đường cong này là điện năng đã nạp vào pin.[5]

Đọc đường cong sạc CC-CV

Đường cong sạc CC-CV gồm hai đường đi cùng nhau, đường điện áp và đường dòng điện. Ở giai đoạn đầu, dòng giữ không đổi trong lúc điện áp tăng tới ngưỡng trên.[2] Khi điện áp chạm ngưỡng, bộ sạc giữ điện áp và dòng điện giảm dần.[2] Tại điểm chạm ngưỡng điện áp này, pin lithium-ion đạt khoảng 85% SOC.[1]

Thuật ngữ sạc trong IEC 60050-482

Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế IEC 60050-482 (IEV) đặt tên cho từng kiểu sạc tạo nên đường cong. Sạc dòng không đổi (Constant current charge) là cách sạc giữ dòng điện ở một giá trị cố định, bất kể điện áp pin hay nhiệt độ.[6] Sạc áp không đổi (Constant voltage charge) là cách sạc giữ điện áp ở một giá trị cố định, bất kể dòng sạc hay nhiệt độ.[7] Sạc áp không đổi có giới hạn dòng (Modified constant voltage charge) là sạc áp không đổi, trong đó dòng sạc không vượt một mức đặt trước.[10]

Điện áp cuối sạc và quá sạc

Điện áp cuối sạc (End-of-charge voltage) là điện áp pin đạt tới ở cuối một bước sạc bằng dòng không đổi.[11] Mốc điện áp này dùng được để bắt đầu kết thúc sạc.[11] Quá sạc (Overcharge) là việc tiếp tục sạc khi pin sạc lại được đã đầy.[12] Việc sạc vượt giới hạn nhà sản xuất quy định cũng được xếp vào quá sạc.[12] Dòng sạc cuối (Finishing charge rate) là dòng điện dùng để sạc pin ở gần cuối quá trình sạc.[13]

Đường cong sạc khác đường OCV

Đường cong sạc ghi điện áp đầu cực (terminal voltage) trong lúc dòng sạc chạy qua pin.[1] Điện áp hở mạch (OCV, Open-circuit voltage) là điện áp đo giữa hai cực pin khi pin không sạc và không xả.[14] Phép đo thực hiện sau khi pin đã nghỉ đủ lâu để điện áp ổn định.[14] OCV của pin phụ thuộc chiều dòng điện trước đó.[15] Sau khi sạc, điện áp pin hồi về giá trị cao hơn OCV; sau khi xả, điện áp hồi về giá trị thấp hơn.[15] Trễ điện áp (hysteresis) là hiện tượng ở cùng một mức SOC, điện áp hồi về sau khi sạc cao hơn điện áp hồi về sau khi xả.[15] Cell LiFePO4 có OCV khi sạc khác OCV khi xả ở cùng SOC.[16]

Vì sao cần đọc đường cong sạc

Đường cong sạc cho biết pin đã nạp tới đâu và đoạn nào của quá trình sạc chạy chậm lại. Bộ sạc báo "Ready" khi pin chạm ngưỡng điện áp ở giai đoạn 1, lúc pin mới đạt khoảng 85% SOC.[1] Với xe điện, công suất sạc giảm dần từ 30-40% SOC và giảm mạnh sau 70-80% SOC.[5] Sạc nhanh một chiều trên 80% SOC vì vậy không dùng hết công suất của trạm sạc.[5]

Yếu tố làm đường cong sạc thay đổi

Hình dạng đường cong sạc thay đổi theo dòng sạc, nhiệt độ và giới hạn BMS đặt ra. Dòng sạc lớn hơn làm giai đoạn 1 ngắn lại, nhưng giai đoạn bão hòa kéo dài hơn.[1] Nhiệt độ làm thay đổi cả dòng sạc cho phép lẫn điện áp sạc.[9] Trong hệ lưu trữ, BMS gửi giới hạn điện áp và dòng sạc cho biến tần.[4]

Hình dạng đường cong do từng giai đoạn sạc tạo nên, nên mục 2 đi qua các giai đoạn của pin lithium, từ lúc pin cạn tới lúc ngắt sạc.

Sạc nhỏ giọt khi pin bị ngắt bảo vệ

Bộ sạc lithium-ion dùng giai đoạn sạc nhỏ giọt (trickle) khi điện áp pin dưới khoảng 2,1 V.[17] Lúc này mạch bảo vệ của bộ pin có thể đã ngắt pin sau khi xả quá sâu hoặc quá dòng.[17] Dòng nhỏ nạp điện dung của bộ pin để mạch bảo vệ nối lại pin.[17] Thao tác tương tự được gọi là kích pin (boost): bộ sạc cấp dòng nhỏ để kích hoạt lại mạch bảo vệ.[20] Mạch bảo vệ của pin lithium-ion ngắt ở khoảng 2,2-2,9 V mỗi cell, tùy nhà sản xuất.[20] Giai đoạn này khác sạc nhỏ giọt theo IEC, vốn là cách sạc bù tự xả nêu ở mục 3.[8]

Nạp mồi (pre-charge) khi pin cạn sâu

Nạp mồi (pre-charge) là giai đoạn sạc pin đã cạn gần hết bằng dòng nhỏ, trước khi chuyển sang sạc dòng lớn.[18] Ouremchi và cộng sự dùng dòng nhỏ khi điện áp pin dưới 2,4 V, vì điện trở trong của pin lithium-ion tăng ở vùng điện áp này.[18] Dòng nạp mồi thường bằng C/10 để nạp an toàn.[17] Giai đoạn sạc dòng không đổi bắt đầu khi pin đạt khoảng 3 V mỗi cell.[17] Bộ sạc một cell LiFePO4 bq25070 của Texas Instruments chuyển từ nạp mồi sang sạc nhanh ở 2,5 V.[19]

Giai đoạn sạc dòng không đổi (CC)

Giai đoạn sạc dòng không đổi (CC) nạp phần lớn dung lượng của pin; pin lithium-ion đạt khoảng 85% SOC khi giai đoạn này kết thúc.[1] Chen và Chung sạc pin ở dòng không đổi, ví dụ 1,0 C, cho tới ngưỡng điện áp.[2] Cách ghi dòng sạc theo dung lượng pin là nội dung của bài Tốc độ sạc xả (C-rate); pin 1 Ah sạc ở 1C dùng dòng 1 A.[21]

Giai đoạn sạc áp không đổi (CV)

Giai đoạn sạc áp không đổi (CV) giữ điện áp ở ngưỡng và để dòng sạc giảm dần.[2] Giai đoạn này còn được gọi là sạc bão hòa (saturation charge) hoặc sạc bổ sung (topping charge).[1] Ngưỡng CV của cell lithium thường từ 4,1 V đến 4,5 V mỗi cell.[17] Cell lithium sắt photphat LiFePO4 sạc tới 3,65 V mỗi cell.[1]

Bộ sạc LFP bq25070 bỏ giai đoạn CV

Bộ sạc bq25070 của Texas Instruments dùng thuật toán sạc LiFePO4 không có chế độ điều khiển áp không đổi.[19] Pin được sạc nhanh tới điện áp quá sạc, rồi để điện áp hồi về ngưỡng sạc duy trì (float) thấp hơn.[19] Điện áp quá sạc điển hình là 3,7 V, điện áp sạc duy trì (float) điển hình là 3,5 V.[19]

Ngắt sạc khi dòng giảm tới ngưỡng

Ngắt sạc (charge termination) xảy ra khi dòng ở giai đoạn CV giảm dưới một ngưỡng đặt trước.[17] Pin lithium-ion đầy khi dòng sạc giảm còn 3-5% trị số dung lượng định mức tính bằng Ah.[1] Với pin 100 Ah, ngưỡng này là 3% × 100 = 3 A đến 5% × 100 = 5 A. Chen và Chung kết thúc sạc khi dòng giảm còn 0,05 C.[2] Ngưỡng ngắt trong giai đoạn CV của MPS là khoảng C/10.[17] Ba tài liệu trên dùng ba ngưỡng ngắt sạc khác nhau.

Vì sao dòng sạc giảm dần khi gần đầy

Dòng sạc giảm dần khi gần đầy vì ở giai đoạn CV, lượng điện tích nạp vào pin giảm theo hàm mũ.[17] Pin lithium-ion không dùng sạc nhỏ giọt hay sạc duy trì khi đã đầy.[1] Sạc nhỏ giọt liên tục gây mạ lithium kim loại và làm giảm an toàn.[1] Pin lithium-ion không cần sạc đầy; sạc một phần có lợi hơn, vì điện áp cao gây ứng suất cho pin.[1]

Ắc quy chì thì cần một bước sạc duy trì sau khi đầy, nên đường cong sạc của nó có thêm các giai đoạn mà mục 3 trình bày.

Sạc dòng lớn (bulk) và sạc hấp thụ

Giai đoạn sạc dòng lớn (bulk) của ắc quy chì nạp dòng không đổi trong lúc điện áp tăng dần. Dòng bulk của Trojan bằng 10-13% C20 cho ắc quy nước và 20% C20 cho ắc quy AGM.[22] C20 là dung lượng định mức của ắc quy ở thời gian xả 20 giờ. Giai đoạn dòng không đổi đưa ắc quy lên khoảng 70% trong 5-8 giờ.[3] Giai đoạn sạc bổ sung (topping charge) chậm hơn và kéo dài thêm 7-10 giờ.[3] Toàn bộ quá trình sạc mất 12-16 giờ, tới 36-48 giờ với ắc quy tĩnh cỡ lớn.[3]

Sạc duy trì (float charge) là gì?

Sạc duy trì (float charge) là cách giữ ắc quy luôn gần đầy bằng một điện áp không đổi đặt liên tục lên ắc quy.[23] Cách sạc này phổ biến nhất với ắc quy chì dự phòng.[3] Ắc quy được giữ như vậy có tên trong IEC 60050-482 là ắc quy ở chế độ sạc duy trì (battery on float).[23] Điện áp sạc duy trì khuyến nghị của đa số ắc quy chì nước là 2,25-2,27 V mỗi cell.[3] Ắc quy chì đạt đầy khi dòng sạc giảm còn 3-5% trị số dung lượng tính bằng Ah.[3]

Sạc nhỏ giọt khác sạc duy trì thế nào?

Sạc nhỏ giọt (trickle charge) giữ trạng thái sạc bằng một dòng nhỏ, liên tục, có điều chỉnh, còn sạc duy trì giữ một điện áp không đổi.[8][23] Sạc nhỏ giọt dùng để bù hiện tượng tự xả.[8] Ghi chú 2 của định nghĩa IEC nêu sạc nhỏ giọt không phù hợp với một số loại pin, ví dụ pin lithium.[8]

Điện áp sạc theo loại ắc quy chì

Điện áp sạc hấp thụ và điện áp sạc duy trì khác nhau giữa ắc quy nước, AGM và gel. Giới hạn điện áp sạc của ắc quy chì là 2,30-2,45 V mỗi cell; mức 2,40 V mỗi cell tương ứng 14,40 V cho ắc quy 6 cell.[3] Ắc quy nước Trojan dùng điện áp sạc hấp thụ 2,45 V mỗi cell, ắc quy AGM Trojan dùng 2,40 V mỗi cell.[22] Cả hai loại dùng điện áp sạc duy trì 2,25 V mỗi cell.[22] Với ắc quy AGM 12 V gồm 6 cell, hai mức này là 6 × 2,40 = 14,4 V và 6 × 2,25 = 13,5 V.

Sạc cân bằng (equalization) ắc quy nước

Sạc cân bằng (equalization) của Trojan dùng 2,70 V mỗi cell, cao hơn mức sạc hấp thụ 2,45 V của ắc quy nước.[22] Trong bảng cài đặt của Trojan, chỉ ắc quy nước có điện áp sạc cân bằng.[22] Ắc quy AGM và gel chu kỳ sâu không bao giờ được sạc cân bằng.[22] Ắc quy chì cần chuyển sang sạc duy trì sau khi đầy để lưới bản cực dương không bị ăn mòn.[3] Điện áp sạc đủ mức khuyến nghị giữ dung lượng ắc quy khỏi giảm dần do sulfat hóa.[3] Sạc cân bằng của ắc quy chì khác việc cân bằng cell của pin lithium, nội dung của bài Cân bằng cell pin.

Pin LFP không dùng các bước sạc dành cho ắc quy chì, và đường điện áp của nó có hình dạng riêng do hóa học cell quyết định.

Hai pha LiFePO4/FePO4 tạo vùng phẳng

LiFePO4 có vùng điện áp ổn định đặc trưng do sự tách hai pha LiFePO4 và FePO4 khi sạc và xả.[24] Vùng điện áp phẳng (plateau) là đoạn nằm ngang trên đường cong, nơi điện áp pin ít thay đổi dù pin vẫn đang được sạc hoặc xả.[24] Pin LiFePO4 có vùng OCV phẳng trong khoảng 20-80% SOC.[16]

Vùng dốc (knee) gần 0% và 100% SOC

Đường OCV theo SOC của pin LFP có vùng phẳng rộng ở giữa dải SOC.[14] Vùng dốc (knee) là hai đầu của đường này, nơi OCV thay đổi mạnh khi SOC giảm về 0% hoặc tăng lên 100%.[14] Weng và cộng sự nghiên cứu cell A123 LiFePO4 và khớp mô hình OCV trong dải 10-90% SOC.[25] Cách làm này loại vùng phi tuyến mạnh ở SOC cao và SOC thấp.[25]

Vùng phẳng làm khó ước tính SOC

Zhang và cộng sự đo OCV của một cell LiFePO4 5 Ah chỉ giảm 1,6 mV khi SOC đi từ 90% xuống 70%.[15] Độ chính xác đo điện áp của hệ quản lý pin xe điện thường khoảng 5 mV.[15] Vì vậy ước tính SOC tin cậy bằng phương pháp dựa trên OCV gặp khó trong dải này.[15][16] Cách hệ thống ước tính trạng thái sạc trình bày ở bài SOC và bài hệ thống quản lý pin BMS.

Điện áp sạc tối đa mỗi cell LFP

Cell LiFePO4 có điện áp định mức 3,20 V và sạc tới 3,65 V.[1] Bộ sạc cho LiFePO4 không tương thích với pin lithium-ion thông thường 3,60 V; cell LiFePO4 trong bộ sạc thông thường sẽ bị quá sạc.[1] Điện áp làm việc của LiFePO4 từ 2,0 V đến 3,65 V, thấp hơn các vật liệu photphat khác.[16]

Thời gian sạc hấp thụ và cân bằng cell

Thời gian sạc hấp thụ (absorption) của pin Victron LFP-Smart cho mạch cân bằng đủ thời gian san đều điện áp các cell.[26] Nguyên lý cân bằng chủ động và thụ động được trình bày ở bài Cân bằng cell pin.

Vì SOC của pin LFP khó ước tính từ điện áp, hệ lưu trữ giao việc báo giới hạn sạc cho BMS, và biến tần làm theo giới hạn đó.

BMS gửi giới hạn CVL và CCL

Giới hạn điện áp sạc (CVL, Charge voltage limit) là điện áp sạc tối đa pin chấp nhận ở thời điểm đó.[4] Giới hạn dòng sạc (CCL, Charge current limit) là dòng sạc tối đa pin yêu cầu.[4] Giới hạn dòng xả (DCL, Discharge current limit) là dòng xả tối đa pin yêu cầu.[4] BMS thông minh gửi các thông số này tới thiết bị GX của Victron qua CAN-bus.[4]

Biến tần tắt thuật toán sạc riêng

Khi bật chức năng DVCC của Victron, các bộ sạc tắt thuật toán sạc nội bộ và làm theo yêu cầu của pin.[4] Điện áp sạc hay biểu đồ sạc cài trong phần mềm cấu hình khi đó không cần thiết và không có tác dụng.[4] Biến tần Deye SUN-5K-SG05LP3-EU-SM2 sạc pin lithium-ion theo chiến lược tự thích ứng với BMS.[27]

Dòng sạc theo giới hạn nhỏ hơn

Giới hạn sạc tối đa cài trong từng thiết bị vẫn còn hiệu lực khi DVCC hoạt động.[4] Dòng sạc tối đa là 120 A với biến tần Deye SUN-5K-SG05LP3-EU-SM2 và 240 A với SUN-12K-SG05LP3-EU-SM2.[27] Cách đọc thông số dòng và công suất sạc nằm ở bài công suất sạc tối đa.

Cài tay đường cong sạc ắc quy chì

Ắc quy chì cần cài tay điện áp sạc hấp thụ và điện áp sạc duy trì trên bộ sạc, theo từng loại ắc quy.[22] Biến tần một pha Deye SUN-3/3.6/5/6K-SG04LP1-EU có đường cong sạc 3 giai đoạn kèm sạc cân bằng.[28] Bộ sạc Victron Blue Smart IP65 ở chế độ Normal dùng điện áp sạc hấp thụ 14,4 V và sạc duy trì 13,8 V cho ắc quy 12 V.[29]

Sạc duy trì cho pin lithium

Pin lithium Victron dùng điện áp sạc duy trì 13,5 V cho pin 12,8 V, 27 V cho hệ 24 V và 54 V cho hệ 48 V.[26] Các mức này thấp hơn điện áp sạc hấp thụ 14,2 V của cùng hãng.[26] Bộ sạc Victron Blue Smart IP65 ở chế độ Li-ion dùng điện áp sạc hấp thụ 14,2 V và sạc duy trì 13,5 V.[29]

Giới hạn sạc mà BMS gửi cho biến tần thay đổi theo nhiệt độ cell, nên nhiệt độ là yếu tố tiếp theo làm đổi hình dạng đường cong sạc.

Không sạc pin lithium dưới 0 °C

Pin lithium-ion không được sạc ở nhiệt độ dưới 0 °C.[9] Khi sạc dưới điểm đóng băng, tốc độ khuếch tán ở cực âm giảm và lithium kim loại mạ lên cực âm.[9] Dải nhiệt độ sạc của lithium-ion là từ 0 °C đến 45 °C.[9] Pylontech US5000 cho sạc trong dải từ 0 °C đến 50 °C.[30] Pin Victron LFP-Smart sạc trong dải từ +5 °C đến +50 °C.[26]

Giảm dòng sạc khi lạnh

Dưới 5 °C, dòng sạc pin lithium-ion phải giảm.[9] Ắc quy chì sạc ở 0,3C hoặc thấp hơn khi dưới điểm đóng băng.[9] Pylontech US5000 giảm cả dòng sạc khuyến nghị lẫn dòng sạc tối đa khi nhiệt độ cell nằm ngoài dải từ 10 °C đến 40 °C.[30]

Bù nhiệt điện áp sạc ắc quy chì

Hệ số nhiệt độ sạc của cell chì là -3 mV/°C: điện áp sạc giảm 3 mV mỗi cell cho mỗi độ trên 25 °C.[3] Trojan bù nhiệt cho mỗi cell theo công thức sau, và ắc quy AGM và gel luôn phải dùng bù nhiệt:[22]

Với ắc quy AGM 12 V ở 35 °C, mức bù là -5 × (35 - 25) = -50 mV mỗi cell, nhân 6 cell được -0,30 V. Điện áp sạc hấp thụ giảm từ 14,4 V còn 14,4 - 0,30 = 14,1 V.

Sạc ở nhiệt độ cao

Nhiệt là tác nhân gây hại lớn nhất cho pin, và nhiều bộ sạc không cho sạc khi nhiệt độ trên 50 °C.[9] Kiểu sạc CC-CV làm nhiệt độ cell tăng mạnh trong giai đoạn dòng không đổi.[2]

Hãng công bố giới hạn sạc theo nhiệt độ cùng với điện áp sạc, nên mục 7 đặt các giá trị đó cạnh nhau để so.

Bảng thông số sạc của các hãng

Dải điện áp làm việc và điện áp sạc

Deye SE-G5.1 và Dyness DL5.0e chỉ công bố dải điện áp làm việc 44,8-57,6 V cho pin 51,2 V.[33][32] Sunsynk SUN-BATT-5.12 cùng cấp điện áp công bố riêng điện áp sạc 55,68-56,16 V.[31] Tính theo điện áp định mức 3,20 V mỗi cell,[1] pin 51,2 V gồm 51,2 / 3,20 = 16 cell LFP nối tiếp. Mức 57,6 V tương ứng 57,6 / 16 = 3,60 V mỗi cell. Dải 55,68-56,16 V tương ứng 55,68 / 16 = 3,48 V đến 56,16 / 16 = 3,51 V mỗi cell. Cách ghép cell nối tiếp là nội dung của bài Cấu hình cell pin; khoảng điện áp pin làm việc nằm ở bài Dải điện áp pin.

Dòng sạc khuyến nghị và dòng sạc tối đa

Dòng sạc khuyến nghị thấp hơn dòng sạc tối đa ở mọi pin công bố cả hai giá trị. Pylontech US5000 có dòng khuyến nghị 80 A và dòng liên tục tối đa 100 A.[30] Dyness DL5.0e có dòng khuyến nghị 50 A và dòng tối đa 75 A.[32] Victron LFP-Smart 12,8/100 có dòng khuyến nghị tối đa 50 A, dòng tối đa 200 A.[34] Định nghĩa dòng sạc và xả nằm ở bài các thông số sạc và xả của pin lưu trữ. Giới hạn dòng được trình bày riêng ở bài Dòng sạc xả tối đa.

Thông số sạc của biến tần hybrid

Biến tần hybrid Deye công bố loại pin hỗ trợ, dải điện áp pin và dòng sạc tối đa. Deye SG05LP3 nhận pin chì axit hoặc lithium-ion, dải điện áp pin từ 40 V đến 60 V.[27] Deye SG04LP1 có đường cong sạc 3 giai đoạn kèm sạc cân bằng và chiến lược sạc tự thích ứng theo BMS.[28] Chuẩn giao tiếp BMS của SG04LP1 là RS485 và CAN.[28]

Hai lưu ý của hãng khi cài thông số sạc

Khi pin gửi điện áp sạc qua CAN-bus, điện áp sạc cài trong phần mềm cấu hình Victron không có tác dụng.[4] Hệ pin Pylontech cần giao tiếp đúng và cài đặt đúng trên biến tần để chạy an toàn.[30]

Với các thông số này, có thể ước tính độ dài hai giai đoạn CC và CV cho một cặp pin và biến tần cụ thể.

Dữ liệu đầu vào và giả định

Pin Dyness DL5.0e có điện áp định mức 51,2 V, dung lượng định mức 100 Ah và 5,12 kWh, độ sâu xả (DoD) 90%.[32] Dòng sạc khuyến nghị của pin là 50 A, dòng tối đa 75 A.[32] Biến tần Deye SUN-5K-SG05LP3-EU-SM2 có dòng sạc tối đa 120 A và sạc pin lithium theo BMS.[27] Con số kWh in trên nhãn pin là nội dung của bài Dung lượng định mức. Ví dụ dùng năm giả định sau:

• Giả định 1: hệ có một module pin, BMS gửi giới hạn dòng sạc CCL bằng 50 A, đúng dòng khuyến nghị. Biến tần sạc theo giá trị nhỏ hơn giữa CCL và giới hạn của chính biến tần.[4]
• Giả định 2: pin bắt đầu sạc ở 10% SOC, tức đã xả hết DoD 90% (xem bài độ sâu xả DoD).
• Giả định 3: giai đoạn CC kết thúc ở khoảng 85% SOC, lấy theo mô tả chung cho pin lithium-ion.[1]
• Giả định 4: ngắt sạc khi dòng còn 0,05 C, lấy theo quy trình thử của Chen và Chung trên cell lithium-ion NCR18650B.[2]
• Giả định 5: nhiệt độ cell nằm trong dải từ 10 °C đến 40 °C, không có giảm dòng do nhiệt.[30]

Giả định 3 và 4 lấy từ tài liệu chung về pin lithium-ion, không lấy từ tài liệu Dyness, nên các số dưới đây là ước tính.

Bước 1: dòng sạc thực tế

Theo giả định 1, dòng sạc thực tế bằng giá trị nhỏ hơn giữa CCL của BMS và giới hạn của biến tần. Giá trị nhỏ hơn giữa 50 A và 120 A là 50 A. Pin 100 Ah sạc ở 50 A tương ứng 50 / 100 = 0,5C.[21] Công suất sạc ở điện áp định mức bằng 51,2 V × 50 A = 2.560 W.

Bước 2: thời gian giai đoạn CC

Điện tích cần nạp từ 10% lên 100% SOC là (100% - 10%) × 100 Ah = 90 Ah. Phần nạp ở giai đoạn CC, từ 10% lên 85%, là (85% - 10%) × 100 Ah = 75 Ah. Ở 50 A, giai đoạn CC kéo dài 75 Ah / 50 A = 1,5 giờ. Đơn vị Ah và cách đổi sang Wh nằm ở bài đơn vị Ah.

Bước 3: giai đoạn CV và điểm ngắt sạc

Giai đoạn CV nạp 90 - 75 = 15 Ah còn lại. Trong lúc đó, dòng giảm từ 50 A xuống ngưỡng ngắt 0,05 C, tức 0,05 × 100 = 5 A. Nếu dòng giữ nguyên 50 A, 15 Ah cần 15 / 50 = 0,3 giờ; đây là cận dưới. Dòng giảm dần ở giai đoạn CV, nên thời gian thực dài hơn cận dưới này. Dòng sạc càng lớn, giai đoạn bão hòa càng kéo dài.[1] Pin Victron LFP-Smart dùng thời gian sạc hấp thụ khuyến nghị 2 giờ.[26]

Bước 4: điện áp sạc mỗi cell so với LFP

Dyness không công bố điện áp sạc, chỉ công bố dải điện áp làm việc tới 57,6 V.[32] Với 16 cell nối tiếp, 57,6 / 16 = 3,60 V mỗi cell. Mức 3,60 V thấp hơn điện áp sạc 3,65 V mỗi cell của LiFePO4.[1] Giả sử pin không giao tiếp BMS với biến tần và người lắp đặt nhập dòng sạc 120 A theo giới hạn biến tần. Dòng 120 A khi đó vượt dòng tối đa 75 A của pin 120 - 75 = 45 A.

Bước 4 cho thấy dòng sạc thật phụ thuộc giao tiếp BMS và thông số cài trên biến tần, nên đây là những điểm cần kiểm khi lắp đặt.

Kiểm giao tiếp BMS giữa pin và biến tần

Hệ pin Pylontech US5000 cần giao tiếp đúng với biến tần, và pin hỗ trợ chuẩn giao tiếp CAN và RS485.[30] Qua kênh giao tiếp này, BMS gửi CVL và CCL cho bộ sạc như mục 5 đã trình bày.[4] Dyness DL5.0e có chuẩn giao tiếp CAN, RS485 và RS232.[32] Danh sách pin đã được hãng biến tần xác nhận tương thích nằm ở bài pin lưu trữ tương thích.

Thông số sạc cần hỏi nhà cung cấp

Dyness DL5.0e và Deye SE-G5.1 không công bố điện áp sạc và điện áp sạc duy trì, như bảng ở mục 7.[32][33] Hệ pin Pylontech cần cài đặt đúng trên biến tần để chạy an toàn.[30] Các ô "Không công bố" ở mục 7 là những thông số cần hỏi nhà cung cấp trước khi cài đặt. Bài pin lưu trữ điện áp cao và điện áp thấp trình bày khác biệt giữa hai cấp điện áp pin.

Ắc quy chì trong hệ cũ

Ắc quy chì trong hệ cũ cần cài điện áp sạc hấp thụ, điện áp sạc duy trì và công thức bù nhiệt cho bộ sạc.[22] Ắc quy AGM và gel luôn phải dùng bù nhiệt.[22] Khi ắc quy nóng, điện áp sạc giảm 3 mV mỗi cell cho mỗi độ trên 25 °C.[3]

Sạc lại pin sau khi xả cạn

Pin Pylontech US5000 cần được sạc lại trong 12 giờ sau khi xả hết.[30] Khi điện áp cực pin tối đa 45 V, pin được sạc chậm ở dòng tối đa 0,05C.[30] Khi điện áp trên 45 V, dòng sạc được phép tới 0,5C.[30] Yêu cầu an toàn của pin lithium dùng trong công nghiệp nằm ở bài IEC 62619.