Come caricare una batteria LiFePO4?


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Da quello che ho visto, le batterie LiFePO4 sembrano una delle migliori scelte di batterie per applicazioni di robotica. Tuttavia, ho visto persone menzionare che non è possibile utilizzare un caricabatterie per una batteria diversa per caricarle, ma non ho visto il perché. Se dovessi costruire la mia configurazione per caricare le batterie LiFePO4, cosa dovrebbe fare specificamente? Che tipo di tensioni o velocità di corrente è necessario fornire per caricarle?

Più specificamente, stavo pensando di installare un caricabatterie solare per queste batterie. C'è qualche motivo immediato per cui questa è una cattiva soluzione? Ad esempio, la batteria deve essere caricata con una corrente superiore a una certa quantità per funzionare correttamente?

Se sei abbastanza ambizioso da fornire un esempio insieme alla tua spiegazione, sto pensando specificamente di avere 4 di queste batterie con 2 coppie di 2 in serie in parallelo.

Risposte:


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Questa è una di quelle domande in cui se devi fare, non dovresti farlo. Ci sono schede di monitoraggio della carica disponibili per queste batterie, e per motivi di sicurezza dovresti usarle. È ancora possibile utilizzare un caricabatterie solare o un altro metodo, ma l'uscita di tale fonte di alimentazione dovrebbe alimentare un circuito di ricarica appositamente progettato per le batterie LiFePO 4 .

Non stai cercando un caricabatterie, ma sei un "gestore di batterie". Hai bisogno di qualcosa che lo farà

  • prevenire scariche eccessive (sia in corrente che in tensione)
  • prevenire il sovraccarico (sia corrente che tensione)
  • rilevare la temperatura elevata (indicando una sorta di guasto)
  • caricare effettivamente la batteria

I caricabatterie LiFePO 4 pronti all'uso eseguono la ricarica in 3 fasi:

  1. Fornire corrente costante (la quantità corretta è specifica per il modello di batteria) fino a quando la tensione della cella raggiunge il suo massimo
  2. Fornire una tensione costante fino a quando la corrente di carica non raggiunge un minimo, generalmente correlata alla corrente di carica iniziale.
  3. Mantenere la carica abbassando leggermente la tensione e apportando altre regolazioni (non sono completamente chiaro su questa parte)

Si tratta più di un progetto EE puro che di un progetto di robotica, quindi se sei pronto a costruirlo, dovresti consultare una risorsa più incentrata sull'elettronica.


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Ho intenzione di approfondire le ricerche prima di tentare qualcosa. Fare domande è l'unico modo per arrivare al punto che non devo fare. Cosa fanno specificamente queste schede di monitoraggio della carica e perché?
Golmschenk,

Questo è un punto giusto, ho inserito alcuni dettagli nella mia risposta.
Ian,

Suppongo che non ci sia una sorta di "gestore della batteria" per le batterie LiFePO4 che è un piccolo chip o qualcosa che può essere montato su un piccolo robot senza occupare molto spazio? E potrebbe prendere come alimentatore un piccolo pannello solare?
Golmschenk,

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al punto 3 potrebbero riferirsi al modo in cui i caricabatterie possono (e dovrebbero) caricare solo il 95% della capacità per uso generale, il 50% per lo stoccaggio e il 100% solo per la concorrenza. Le batterie dureranno molto più a lungo in questo modo (il numero di cariche prima che lo squilibrio diventi un problema).
Spiked3,

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Per quanto riguarda le dimensioni, il chip "gestione batteria" non è il problema (puoi ottenerlo in pochi mm ^ 2). Il problema sono i componenti del percorso di alimentazione. Gli interruttori, l'accumulo di energia e gli elementi di trasferimento (transistor, induttori, interconnessione, ecc.) Dovranno essere sufficientemente grandi per gestire la corrente. Se vuoi supportare la ricarica più velocemente di decine di milliampere, ti avvicinerai rapidamente a decine di mm ^ 2 di area della scheda.
DrFriedParts,

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Oltre al post di @ Ian, un paio di commenti importanti:

Il tuo sistema di gestione della batteria (BMS) (non solo un semplice caricabatterie!) Deve monitorare le condizioni di ogni singola cella, non il set nel suo insieme - questo si applica durante la fase di scarica e durante la ricarica.

E il bilanciamento cellulare (mantenendo tutte le celle a livello generale) è probabilmente più rilevante del semplice monitoraggio di carica / scarica.

I requisiti di non divulgazione per lavoro diurno limitano una risposta lunga, ma stiamo sviluppando un BMS utilizzando il dispositivo TI BQ76PL536A per monitorare ogni cella.

Ma non è un'applicazione banale.

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