Wie lade ich einen LiFePO4-Akku auf?

Nach allem, was ich gesehen habe, scheinen LiFePO4-Batterien eine der besten Batterieoptionen für Robotikanwendungen zu sein. Ich habe jedoch Leute gesehen, die erwähnt haben, dass Sie kein Ladegerät für einen anderen Akku verwenden können, um diese aufzuladen, aber ich habe nicht gesehen, warum. Wenn ich mein eigenes Setup zum Laden von LiFePO4-Akkus erstellen würde, was müsste es konkret tun? Welche Art von Spannungen oder Stromraten muss es liefern, um diese aufzuladen?

Insbesondere habe ich darüber nachgedacht, ein Solarladegerät für diese Batterien einzurichten. Gibt es einen unmittelbaren Grund, warum dies eine schlechte Lösung ist? Wie muss der Akku beispielsweise mit einem Strom über einer bestimmten Menge aufgeladen werden, damit er ordnungsgemäß funktioniert?

Wenn Sie ehrgeizig genug sind, um ein Beispiel zusammen mit Ihrer Erklärung zu liefern, denke ich speziell daran, 4 dieser Batterien mit 2 Paaren von 2 parallel in Reihe zu schalten.

battery

— Golmschenk
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Antworten:

Dies ist eine dieser Fragen, bei denen Sie es nicht tun sollten, wenn Sie sie stellen müssen. Für diese Batterien stehen Ladeüberwachungskarten zur Verfügung. Aus Sicherheitsgründen sollten Sie sie verwenden. Sie können weiterhin ein Solarladegerät oder eine andere Methode verwenden, aber der Ausgang dieser Stromquelle sollte einen Ladekreis speisen, der speziell für LiFePO _4- Batterien gebaut wurde.

Sie suchen weniger nach einem Ladegerät als vielmehr nach einem "Batteriemanager". Du brauchst etwas, das wird

Überentladung verhindern (sowohl Strom als auch Spannung)
Überladung verhindern (sowohl Strom als auch Spannung)
Erhöhte Temperatur erkennen (was auf einen Fehler hinweist)
Laden Sie den Akku tatsächlich auf

Standardmäßige LiFePO _4- Ladegeräte führen den Ladevorgang in drei Schritten durch:

Liefern Sie einen konstanten Strom (die richtige Menge ist spezifisch für das Batteriemodell), bis die Zellenspannung ihr Maximum erreicht
Liefern Sie eine konstante Spannung, bis der Ladestrom ein Minimum erreicht, das normalerweise mit dem anfänglichen Ladestrom zusammenhängt.
Halten Sie die Ladung aufrecht, indem Sie die Spannung leicht senken und andere Einstellungen vornehmen (ich bin mir in diesem Teil nicht ganz sicher).

Dies ist eher ein reines EE-Projekt als ein Robotikprojekt. Wenn Sie also nicht sicher sind, ob Sie dieses Projekt erstellen möchten, sollten Sie sich an eine elektronikorientiertere Ressource wenden.

— Ian
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Ich habe vor, es gründlich zu recherchieren, bevor ich etwas versuche. Nur wenn ich Fragen stelle, komme ich zu dem Punkt, den ich nicht stellen muss. Was genau machen diese Ladungsüberwachungskarten und warum?

— Golmschenk

Das ist ein fairer Punkt, ich habe einige Details in meine Antwort aufgenommen.

— Ian

Ich nehme nicht an, dass es eine Art "Batteriemanager" für LiFePO4-Batterien gibt, der ein kleiner Chip ist oder der an einem kleinen Roboter montiert werden kann, ohne viel Platz zu beanspruchen. Und könnte als Stromversorgung ein kleines Solarpanel nehmen?

— Golmschenk

In Punkt 3 wird möglicherweise darauf hingewiesen, dass Ladegeräte nur 95% Kapazität für den allgemeinen Gebrauch, 50% für die Lagerung und 100% nur für den Wettbewerb berechnen können (und sollten). Auf diese Weise halten Batterien viel länger (Anzahl der Ladevorgänge, bevor ein Ungleichgewicht zum Problem wird).

— Spiked3

In Bezug auf die Größe ist der "Batteriemanager" -Chip nicht das Problem (Sie können sie in wenigen mm ^ 2 erhalten). Das Problem sind die Strompfadkomponenten. Die Schalter, Energiespeicher- und Übertragungselemente (Transistoren, Induktivitäten, Verbindungen usw.) müssen groß genug sein, um den Strom aufzunehmen. Wenn Sie das Laden schneller als zehn Milliampere unterstützen möchten, nähern Sie sich schnell einer Platinenfläche von mehreren zehn mm ^ 2.

— DrFriedParts

Nach @ Ians Beitrag noch ein paar wichtige Kommentare:

Ihr Batteriemanagementsystem (BMS) (nicht nur ein einfaches Ladegerät!) Muss den Zustand jeder einzelnen Zelle und nicht des gesamten Geräts überwachen - dies gilt sowohl während der Entladephase als auch während des Ladevorgangs.

Und der Zellausgleich (alle Zellen weitgehend eben zu halten) ist wahrscheinlich relevanter als eine einfache Lade- / Entladeüberwachung.

Die Geheimhaltungspflichten für Tagesjobs beschränken eine langwierige Antwort. Wir entwickeln jedoch ein BMS mit dem Gerät TI BQ76PL536A , um jede Zelle zu überwachen.

Aber es ist keine triviale Anwendung.

— Andrew
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