Как заряжается LFP-батарея: ток, напряжение, «дозаряд» и почему ей не нужен поддерживающий режим свинца
LFP-батарею заряжают постоянным током до напряжения окончания заряда, затем на короткое время удерживают это напряжение, пока ток не упадёт. Поддерживающий режим, как у свинца, ей не нужен, а длительное удержание на 100 % ускоряет календарное старение. Ниже — стадии, откуда берутся цифры уставок и что происходит, если инвертор остался на свинцовом профиле.
Две стадии вместо трёх
Заряд LFP состоит из двух стадий. На первой, CC (constant current), ток держится постоянным, а напряжение батареи постепенно растёт. Когда оно доходит до напряжения окончания заряда, начинается вторая стадия, CV (constant voltage): напряжение удерживается неизменным, а ток падает. Когда он опускается до малого порогового значения, заряд завершается. Всё: у LFP нет «плавающего» режима, где батарею держат на пониженном напряжении неделями.
У свинцово-кислотных батарей схема трёх стадий: основной заряд током, абсорбция при постоянном напряжении и поддерживающий (float) режим пониженного напряжения, который компенсирует саморазряд и держит батарею полностью заряженной. Для свинца такой режим полезен: он сдерживает сульфатацию. Для LFP он не нужен: саморазряд у неё мал (2–3 % в месяц по типичным данным), а длительное нахождение при высоком напряжении и 100 % заряде ускоряет календарное старение — об этом отдельный материал «Календарное старение LFP-накопителя».
Откуда берутся цифры напряжения
Номинальное напряжение ячейки LFP — 3,2 В. Батарея из 16 ячеек в последовательном соединении — это 16 × 3,2 = 51,2 В. Напряжение окончания заряда на ячейку задаёт изготовитель. Допустим условно 3,5 В на ячейку (в вашем паспорте может быть другое число — конкретные значения только из паспорта). Тогда на батарее: 16 × 3,5 = 56,0 В. Именно такое число, около 56 В, вы и увидите в настройках инвертора как напряжение заряда для батареи «51,2 В».
Для батареи из 15 ячеек (номинал 48 В) расчёт тот же: 15 × 3,5 = 52,5 В. Разница между 15S и 16S и почему нельзя настраивать «на глаз» — в статье «15S или 16S». Напряжение в конце заряда одной ячейки не равно напряжению покоя: после заряда оно спадает, и батарея в покое показывает ниже, чем под током.
Что видно на экране при заряде
На первой стадии инвертор подаёт максимальный разрешённый ток (его задаёт либо батарея, либо инвертор по меньшему значению), напряжение растёт от текущего уровня к 56 В. У LFP кривая напряжения пологая: большую часть заряда напряжение меняется мало, а в конце резко подскакивает, поэтому по напряжению определять остаток «на глаз» нельзя, этим занимается BMS. Затем напряжение достигает уставки, и ток начинает убывать. Если вы наблюдаете, что в конце заряда мощность падает до малых значений, а процент заряда ещё не 100, это нормальная стадия CV. Почему при заряде от сети иногда батарея заряжается заметно медленнее, чем ожидалось, разобрано в материале про ток заряда от сети.
Кто управляет зарядом
- Есть связь BMS и инвертора (CAN или RS485). Батарея сама сообщает инвертору допустимое напряжение и ток заряда, а также запрещает заряд при перегреве, низкой температуре или перекосе ячеек. Инвертор выполняет эти ограничения. Подробности — в разборе «CAN и RS485: связь батареи с инвертором».
- Связи нет. Инвертор не знает, что с батареей, и ориентируется на уставки, введённые вручную: напряжение заряда, максимальный ток, напряжение отключения. Ответственность за их правильность лежит на установщике.
Заряд при отрицательных температурах ячеек запрещён, и при исправной связи BMS это обеспечивает. Без связи инвертор об этом не узнает, и риск повреждения выше. Изменение уставок выполняет установщик по инструкции изготовителя батареи и инвертора — не по советам из форумов.
Сравнение стадий свинца и LFP
| Стадия | Свинцово-кислотная | LFP |
|---|---|---|
| Основной заряд | Постоянный ток до заданного напряжения | Постоянный ток (CC) до напряжения окончания |
| Абсорбция | Удержание напряжения, часы, ток падает | Удержание напряжения (CV), короткое, ток падает до малого порога |
| Поддерживающий (float) | Пониженное напряжение, нужен для компенсации саморазряда | Не нужен; у многих батарей напряжение окончания и float задаются так, чтобы нагрузка шла от панелей без постоянного дозаряда |
| Выравнивающий заряд | Периодический повышенный, чтобы выровнять элементы | Не применяется: выравнивание ячеек делает BMS |
| Температурная компенсация | Напряжение корректируется по температуре | Ограничивается ток и запрещается заряд в холоде по сигналам BMS |
Для владельца с работающей связью
Если BMS и инвертор связаны по CAN или RS485 и работают исправно, трогать уставки заряда не нужно. Они задаются батареей автоматически, а вмешательство «для улучшения» чаще вредит.
Что будет со свинцовым профилем
При замене свинца на LFP в системе без связи иногда остаётся прежний профиль инвертора. Основные риски:
- Перенапряжение на ячейках. Напряжение абсорбции и особенно выравнивающего заряда у свинцовых профилей может быть выше безопасного для LFP. Ячейки тогда перезаряжаются, а BMS срабатывает на защиту.
- Срабатывание защиты BMS. Батарея отключается по перенапряжению, инвертор теряет накопитель и переходит на сеть или останавливается, иногда с аварией.
- Постоянное удержание на высоком напряжении. Float свинца при заряженной батарее поддерживает 100 % сутками, что ускоряет старение LFP.
- Автоматический выравнивающий заряд. Если он запущен по таймеру, батарея раз за разом получает повышенное напряжение.
Точные пороги и безопасные значения указаны в паспорте на батарею; менять профиль инвертора может только установщик.
Нужен ли «дозаряд» вручную
Нет. Заряжать «до упора» сверх штатной стадии CV, держать подключённое зарядное много часов или периодически вручную делать «полный цикл» не требуется. Единственное исключение — периодическая калибровка индикации остатка у некоторых батарей (чтобы BMS «увидела» полный и пустой уровни): она описана в инструкции производителя и выполняется штатным заряд-разрядом. Если вы заметили, что показания остатка расходятся с реальностью, это повод проверить связь и обновление прошивки, а не менять напряжение.
Для режимов хранения справедливо обратное: при долгом простое LFP лучше держать не на 100 %, а на среднем уровне, и этим тоже управляют настройки инвертора и BMS. Если сравнивать стоимость жизни свинца и LFP в цифрах, посмотрите разбор «Свинец или LFP: стоимость цикла».
Частые вопросы
Нужно ли периодически полностью разряжать LFP-батарею?
Нет, эффекта памяти у неё нет. Глубокий разряд без необходимости только добавляет износ; регулярное использование в рабочем диапазоне предпочтительнее.
Почему заряд замедляется на 95–100 %?
Это стадия CV: напряжение удерживается постоянным, ток падает. Плюс BMS может балансировать ячейки именно в этой фазе.
Можно ли заряжать LFP от свинцового зарядного устройства?
Только если профиль зарядного устройства допускается изготовителем батареи. Универсальные «автомобильные» зарядные с режимом десульфатации и импульсами для LFP не подходят.
Почему инвертор показывает 100 % раньше, чем ток упал до нуля?
Часть инверторов считает заряд завершённым по порогу тока или по сигналу BMS. Остаточный ток в конце CV мал, и по показаниям это нормально, если батарея не греется и защита не срабатывает.
Короткий вывод
LFP заряжается в две стадии: ток до напряжения окончания (условно 16 × 3,5 В = 56 В), затем короткое удержание напряжения. Поддерживающего режима и выравнивающего заряда свинца ей не нужно, а постоянное удержание на 100 % ускоряет старение. При исправной связи BMS и инвертора уставки трогать не нужно; если связи нет или остался свинцовый профиль, значения меняет установщик по паспорту батареи.