Як зарядити акумулятор LiFePO4?

З того, що я бачив, батареї LiFePO4 здаються одним із найкращих варіантів вибору акумуляторів для програм робототехніки. Однак я бачив людей, які згадують, що ви не можете використовувати зарядний пристрій для іншої батареї, щоб зарядити їх, але я не бачив, чому. Якби я створив власну програму для зарядки акумуляторів LiFePO4, що б це спеціально потрібно було зробити? Які напруги чи струми потрібно подавати для зарядки?

Більш конкретно, я думав про те, щоб встановити сонячний зарядний пристрій для цих батарей. Чи є якась негайна причина, чому це погане рішення? Наприклад, батареї потрібно зарядити струмом вище деякої кількості, щоб вона працювала належним чином?

Якщо ви досить амбітні, щоб надати приклад разом із вашим поясненням, я конкретно думаю про те, щоб мати 4 з цих батарей з 2 парами по 2 послідовно.

battery

— golmschenk
джерело

Відповіді:

Це одне з тих питань, де, якщо вам доведеться задаватися, ви не повинні цього робити. Для цих батарей доступні плати моніторингу заряду, і для безпеки ви повинні їх використовувати. Ви все ще можете використовувати сонячний зарядний пристрій або інший метод, але вихід цього джерела живлення повинен живити ланцюг заряду, який був побудований спеціально для акумуляторів LiFePO ₄ .

Ви не стільки шукаєте зарядний пристрій, скільки «менеджер акумуляторів». Вам потрібно щось, що буде

запобігати надмірному розряду (як струму, так і напруги)
запобігати перезарядці (як струму, так і напруги)
виявити підвищену температуру (що вказує на якийсь збій)
фактично зарядити акумулятор

Позарядні зарядні пристрої LiFePO ₄ здійснюють зарядку в 3 етапи:

Постійний струм живлення (правильна кількість специфічна для моделі акумулятора), поки напруга комірки не досягне свого максимуму
Постійна напруга живлення, поки струм заряду не досягне деякого мінімуму, як правило, пов'язаний з початковим струмом заряду.
Підтримуйте заряд, трохи знизивши напругу та внісши інші налаштування (я не зовсім зрозумілий у цій частині)

Це скоріше проект чистого ЕЕ, ніж проект робототехніки, тож якщо ви будуєте на місці, то вам слід проконсультуватися з ресурсом, орієнтованим на електроніку.

— Ян
джерело

Я планую його ретельно дослідити, перш ніж щось робити. Задавати питання - це єдиний спосіб, коли я доберуся до того, що мені не потрібно задавати. Що конкретно роблять ці комісії з моніторингу заряду та чому?

— golmschenk

Це справедливо, я дещо конкретизував у своїй відповіді.

— Ян

Я не думаю, що є якийсь "менеджер акумуляторів" для батарей LiFePO4, це маленький чіп чи щось таке, що можна встановити на маленького робота, не займаючи багато місця? І може взяти за живлення невелику сонячну панель?

— golmschenk

у пункті №3 вони можуть зазначати, як зарядні пристрої можуть (і повинні) заряджати лише 95% ємності для загального використання, 50% для зберігання та 100% лише для конкуренції. Таким чином батареї прослужать набагато довше (кількість зарядів, перш ніж дисбаланс стане проблемою).

— Spiked3

Що стосується розміру, чіп "менеджера акумуляторів" не є проблемою (ви можете отримати їх за кілька мм ^ 2). Проблема полягає в компонентах шляху живлення. Вимикачі, накопичувачі енергії та передавальні елементи (транзистори, індуктори, з'єднувачі тощо) повинні бути досить великими, щоб справляти струм. Якщо ви хочете підтримати зарядку швидше, ніж десятки міліампер, ви швидко наблизитеся до десятків мм ^ 2 площі плати.

— DrFriedParts

Далі до публікації @ Ian, кілька важливих коментарів:

Ваша система управління акумулятором (BMS) (не просто простий зарядний пристрій!) Повинна стежити за станом кожної окремої комірки, а не набору в цілому - це стосується під час фази розряду, а також під час зарядки.

А балансування клітин (утримуючи всі комірки на рівні), ймовірно, більш релевантне, ніж простий моніторинг заряду / розряду.

Вимоги щодо нерозголошення щоденних завдань обмежують тривалий відповідь, але ми розробляємо BMS за допомогою пристрою TI BQ76PL536A для моніторингу кожної комірки.

Але це не тривіальне додаток.

— Андрій
джерело