TI'nin LiFePO4 CV'siz hızlı şarj yöntemi hücre ömrünü kısaltır mı?


12

TI, LiFePO4 hücrelerini her zamanki gibi CC'den (sabit akım) şarj ederek ancak normalden daha yüksek bir voltaja (örneğin, LiFePO4 için normal 3.6V yerine 3.7V) şarj edebileceğinizi ve daha sonra NO ara ara CV ile daha düşük bir şamandıra gerilimine geçiş yapabileceğinizi iddia ediyor modu.

Onların bq25070 IC'si bq25070 veri sayfasında açıklanan şekilde bu yöntemi uygular .

Bu gördüğüm TÜM diğer tavsiyelere, IC spesifikasyonlarına ve şarj cihazı devrelerine aykırıdır .

Bunu Vcv <= 3.6V ile yapmak yeterince iyidir - CV aşaması olsun veya olmasın. Ekstra voltaj ve radikal olan CV modu yok. Diğer tüm kaynaklardan gelen ima veya ifade, LiFePO4 için normal 3.6V değerinin küçük bir miktarla bile aşılmasının zarar verici veya ölümcül olabileceğidir.

TI tamamen ve sorumsuzca kızdı mı ya da bu Lityum Ferro Fosfat hücrelerini şarj etmenin yeni ve harika bir yolu mu?


4
Hmm. O TI IC'nin farkında değildim ve bu şarj yöntemini daha önce hiç duymamıştım. Muhtemelen duyduğunuz büyük bir şirket için bir pil yedekleme denetleyicisi üzerinde çalıştım ve A123'teki pil mühendisleriyle sürekli temas halindeydiler. Üst voltaj limiti sert ve hızlı değildir, uzun ömürlüdür. Bunun için grafikleri vardı. Bununla birlikte, (A123) temel olarak, hangisi daha düşükse, bir maksimum voltaj veya akım şeması önerdiler. Bu gerçekten düşük voltaj bölgesinden çıktıktan sonra. Uzun voltajla değişmek için maksimum voltajda biraz esneklik yaşadık.
Olin Lathrop

Yanıtlar:


7

Şimdiye kadar, cevabım, bilmiyorum ama TI genellikle karanlık tarafta yürüyen IC'leri yapmak için gitmeme eğiliminde olan çok sağlam insanlar - çünkü bu benim için önemli bir uygulanabilirlik ve bir uygulama var acil potansiyel alaka düzeyi açısından bunun daha fazla araştırılması gerekmektedir.

Aşağıdakiler benim yolculuğuma başlamamdır - doğru bir cevaptan daha çok sorun açıklaması ve parametre araştırması. Bunların TÜMÜ'nü sorunun bir parçası olarak gönderecektim, ancak bir cevaba daha iyi ait olduğuna karar verdim.

Geç saatlerde, dolaşımda biraz LiFePO4 ve LiIon voltajları olduğunu fark ettim. Ben geri gelip bu ANCAK derliyorum ama ilgilenen herkes için yeterince açık olmasını bekliyoruz.


Özet: TI, LiFePO4 hücrelerini CC'yi normalden daha yüksek bir voltaja (örneğin, LiFePO4 için normal 3.6V yerine 3.7V) şarj ederek ve daha sonra NO ara CV moduyla daha düşük bir şamandıra gerilimine geçerek şarj edebileceğinizi iddia ediyor. Bunun LiIon için de geçerli olabileceği mantıklı görünüyor, ancak TI, bu şekilde çalışan LiIon için hiçbir IC sunmuyor.

Bu gördüğüm TÜM diğer tavsiyelere, IC spesifikasyonlarına ve şarj cihazı devrelerine aykırıdır .

Bunu Vcv <= 3.6V ile yapmak yeterince iyidir - CV aşaması olsun veya olmasın. Ekstra voltaj ve radikal olan CV modu yok. Diğer tüm kaynakların imaları veya ifadeleri, LiIon için 4.2V veya LiFePO4 için 3.6V'luk normal Vmax değerinin küçük bir miktarla bile aşılması zarar verici veya ölümcül olabilir.

TI benzer özellikleri, pinouts ve hedef kullanımları ile LiIon için bir dizi şarj IC var. Sadece LiFePO4 için uygun birkaç tane var.
LiIon / LiPo'ya özgü şarj cihazlarından HİÇBİRİ bu yöntemi kullanmaz.
LiFePO4'teki Olivin matrisine, bu yöntemin aşırılıklarına karşı yeterli koruma sağlamak için sağlamlığını veren (ve bu arada enerji yoğunluklarını azaltan) Olivin matrisine bağlı olabilirler.

Her zamanki Lityum Kimya şarj yöntemi, Vmax'a ulaşana kadar CC'de (sabit akım) şarj etmek ve daha sonra,
hedef hedef% Imax yaşına kadar hücre kimyası kontrolü altında akımın yakın olmayan bir şekilde azalması sırasında Vmax'ta hücreyi tutmaktır. ulaşıldı.

TI yöntemi talepleri (gerektiğinde değiştirilmiş LiIon teknik özelliklerini kullanarak)

  • 1 saatte% 100 şarj
  • 3.6 V'ta% 85'e kıyasla
  • toplam pil kapasitesinin% 15'inde kazanç
  • veya 3.6V'ye göre yaklaşık% 18 daha fazla kapasite (% 100/85 = ~ 1.18)

Hasar?

  • Bir saat içinde% 100 üretiyor mu?
  • Aküye zarar verir mi?

Sondaki "Pil üniversitesi uyarıları" konusuna bakın.


TI "iddiası" mümkün olan en zor formda - sadece kağıt üzerinde değil, bir pil kontrol IC'sinin Silikonunda. BQ 25070, veri sayfası burada: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf

Temmuz 2011 tarihli veri sayfasında şunları söylüyor:

  • LiFePO4 şarj algoritması, genellikle Li-Ion pil şarj döngülerinde bulunan sabit voltaj modu kontrolünü kaldırır.

  • Bunun yerine, akü aşırı şarj voltajına hızlı bir şekilde şarj edilir ve daha sonra düşük bir şamandıra şarj voltajı eşiğine gevşemesine izin verilir.

Sabit voltaj kontrolünün çıkarılması şarj süresini önemli ölçüde azaltır.

Şarj döngüsü sırasında, dahili bir kontrol döngüsü IC bağlantı sıcaklığını izler ve dahili sıcaklık eşiği aşılırsa şarj akımını azaltır.

Şarj cihazının güç kademesi ve şarj akımı algılama fonksiyonları tamamen entegredir. Şarj cihazı işlevi, yüksek doğrulukta akım ve voltaj regülasyon döngülerine ve şarj durumu ekranına sahiptir.


Onlar deli mi?

Bu tablo http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries adresindeki pil üniversitesindeki tablo 2'ye dayanmaktadır.

Bu, LiFePO4 için değil, LiIon içindir. Voltajlar, normal Vmax = 4.2V ile LiFePO4 için 3.6V ile karşılaştırıldığında daha yüksektir. Genel ilkelerin bunu faydalı kılacak kadar benzer olması umudum ve beklentimdir. Zamanında LiFePO4 voltajlarına kadar ölçeklendirin.

BU başlığındaki sütunlar orijinaldedir. RMc başlıklı sütunlar tarafımdan eklendi. 4.3, 4.4, 4.5 V için satırlar benim tarafımdan eklendi.

Tabloları diyor ki

  • Voltaj Vcv'ye ulaşılana kadar sabit akımda şarj ederseniz

  • Ardından 2. sütundaki tam kapasitenin yüzdesine ulaşılır. (CC sonunda% cap)

  • Ve sonra, Icc durumunda Ibat yaklaşık% 5'e kadar gerilimi Vcv'de tutarsanız (C / 1 = C / 20 ise genellikle% 5)

  • Ardından 4. sütundaki kapasiteye ulaşılacaktır. (Kapak dolu oturdu)

  • Dakika cinsinden toplam şarj süresinin 3. sütunda olduğunu söylüyorlar.

Eklemelerim aşırı derin değil ve geçersiz olabilecek birkaç varsayımda bulunuyor.

5 Dakika CC: İlk CC modunda kapasitenin zamanla doğrusal olarak arttığını varsayıyorum. Bu muhtemelen mevcut kapasite için gerçeğe çok yakındır ve erken aşamalarda Vcg nispeten sabit olduğundan, muhtemelen enerji kapasitesi için de yeterli bir varsayımdır.

6 CV'de süre = 3 - 5.

  1. CV'deki ortalama oran = (100 - col.2) / ((col.3 - col.5) / 60) Bu sadece bana CC sonrası mod dengesinin ne kadar hızlı yapılması gerektiğine dair bir fikir vermektir. Post CC CV modu yoksa, sıfır olması gerekir ve aslında Vcv = 4.2V'ye kadar CC oranının% &% 'sine düşmüştür.

TI, sihir hileleri için Vovchg için 3.7V (normal 3.6V yerine) kullanırken, tablonun ekstrapolasyonu, bir LiIon çağrısı için yaklaşık 4.5V ve belki de bir LiFePO4 hücresi için yaklaşık 3.8V'ye ihtiyaç olduğunu düşündürmektedir.

Bununla birlikte, önemli şeylerin 3.6V / 4.2V'nin hemen üzerinde gerçekleşmeye başlaması ve ekstra 0.1V'nin, 4.2V.

Bunun doğru olması için% 15 yük oluşması gerekir s Vbat 0.1V yükselir, bu yaklaşık 9 dakika içinde gerçekleşir (60 - col5.4.2V satır girişi), bu nedenle delta şarj oranı% 15 / (9/60) saat = 15 % / 15% =% 100 = C / 1 oranı - olması gereken. [Bu "tesadüf", bir saatin% 15'i kaldığında kapasitenin% 15'inin sağlanmaya devam etmesi nedeniyle oluşur.].

4.3V satırındaki tabloya TI'nin çarpışma şarjı yöntemini ekledim.

İzlenecek daha iyi tablo:

resim açıklamasını buraya girin

Battery University uyarıları ve yukarıda belirtilen sayfadaki yorumlar:

Bu iyi - yüz plakası kapasitesinin% 15'ini, sahip olabileceğinizden yaklaşık% 18 daha az kapasitede "sadece" kaybedersiniz

Bazı düşük maliyetli tüketici şarj cihazları, Aşama 2 doygunluk şarjına gitmeden bir saat veya daha kısa sürede bir lityum iyon pili şarj eden basitleştirilmiş “şarj et ve çalıştır” yöntemini kullanabilir. Pil Aşama 1'deki voltaj eşiğine ulaştığında “Hazır” mesajı belirir. Bu noktada şarj durumu (SoC) yalnızca yüzde 85 olduğundan, kullanıcı şarj cihazının suçlanacağını bilmeden kısa çalışma süresinden şikayet edebilir . Bu nedenle birçok garanti pili değiştirilmektedir ve bu fenomen özellikle hücresel endüstride yaygındır.

Bu daha endişeli

Li-ion aşırı şarjı ememez ve tam şarj olduğunda şarj akımı kesilmelidir.

Sürekli bir damlama yükü metalik lityumun kaplanmasına neden olur ve bu güvenliği tehlikeye atabilir.

Stresi en aza indirmek için, lityum iyon pili 4.20V / hücre tepe voltajında ​​mümkün olduğunca kısa tutun.

TI bq25070, pili 3.5V'de "güvenli" aralığının altında yüzer - yani zamanla kapasiteyi biraz kaybetmek için çok güvenlidir.

Şarj sona erdiğinde, pil voltajı düşmeye başlar ve bu voltaj gerilimini azaltır. Zamanla, açık devre voltajı 3.60 ve 3.90V / hücre arasında duracaktır. Tamamen doymuş bir şarj alan bir Li-ion pilin, yüksek voltajı, hızlı şarj edilen ve doyma şarjı olmadan voltaj eşiğinde sonlandırılandan daha uzun tutacağını unutmayın.


İlişkili:

bq25070 veri sayfası

   http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf

& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf

bq20z80-V101 "Gaz göstergesi"

  http://cs.utsource.net/goods_files/pdf/12/121917_TI_BQ20Z80DBTR.pdf

bq25060 LiIon şarj cihazı IC

  http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25060.pdf

3
Düzgün bir cevap almayı düşünüyorum, özellikle bir batarya şirketi FAE'den sormanız gerekiyor. O zaman ilk cevabını hiçbir şey olarak kabul etmeyin ve fabrikadaki mühendislerle düzgün bir diyalog kurmak için ısrar edin. Pil şirketlerinin veri sayfalarına damıttıklarından çok daha fazla özellik var. Biliyorum, çünkü bazılarını bir LiFePo4 pil şirketinden gördüm. Büyük bir müşteriyseniz her türlü ilginç veriyi elde edebilirsiniz. Bu yongayı tasarlarken TI'nin pil mühendisleriyle yakın temasta olmasını beklerdim. Tüm pil markaları için geçerli olmayabilir.
Olin Lathrop

1
Bence Lityum Polimer ve Lityum Demir Fosfat kimyalarının aynı şekilde davrandığı varsayımınız yanlıştır. Kesin olarak bilmenin tek yolu pil mühendislerine sormaktır. Belki kendiniz de bazı deneyler yapabilirsiniz; bir kaç LiFePO4 çubuğu alıp bu şarj algoritmasını birkaç döngüde uygulayıp ne olacağını görüyor musunuz? (
Yanlarında

2

Bir dizi ilgili "veri noktası" keşfettim. Hiç kimse bunun LiFePO4 ile evrensel olarak kabul edilebilir bir yük yöntemi olduğunu kesin olarak göstermez, ancak endikasyonlar muhtemelen bazı "uyarılar" ile olduğu şeklindedir. Kabul edilebilirlik derecesi, aşırı gerilim derecesi, şarj durumu, şarj hızı, aşırı voltajda tutulan süre, spesifik pil yapısı ve daha fazlası gibi birçok faktöre bağlı olacaktır. Daha fazla bilgi edindikçe aşağıdakilere ekleyeceğim.


(1) A123, LiFePO4 pillerin önde gelen üreticileri arasındadır. Son zamanlardaki finansal sıkıntıları, teknolojinin yanlış anlaşılmasından değil, çok pahalı ürün hatırlamalarına yol açan mühendislik sorunlarından kaynaklanıyordu. Benzer şeyler LiIon pil üretiminde en iyi Sony oldu - ancak Sony'nin 'çok daha derin cepleri' var.

Aşağıdakiler özellikle A123 ürünleri ve muhtemelen sadece bunların bir alt kümesi ile ilgilidir. Bu yöntemin diğer markalara genişletilmesi kullanıcının riski altındadır:

A123'ün Enerland bölümü "A123 Racing NanoFosfat Geliştirici kitinin düzgün çalışması" başlıklı bir çalışma kağıdı hazırladı. Bu, bir A123 26660 (26 mm çap x 66,5 mm uzunluğunda) LiFePO4 2300 mAh hücresi ile ilgilidir.

"Normal şarj" için bir CC CV şarjı ve hızlı şarj için bir CV'siz çarpışma şarjı kullanırlar.
Normal şarj 3A (yaklaşık 1.333C) ila 3.6V arasındadır, I_bat 0.05 IChg'ye düşene kadar 3.6V'de tutun ve sonra 3.45V'de yüzer.

Ancak, hızlı şarj yöntemleri:

Vmax'a ulaşılana kadar Imax'te şarj edin.
T_fast_charge değerine ulaşılana kadar Vmax konumunda tutun.
Kapasite 90> =% 96 SOC'dir.
VE - tambur rulosu - Vmax = 4.2V - vay.

Hızlı şarj süresinin 15 dakika olduğunu söylüyorlar!
Bunun yalnızca normal Ichg'den önemli ölçüde daha yüksek olan Imax'te elde edildiğini unutmayın.
Bu nedenle, belirli bir hücre için bu eylemi gerçekleştirmek için normalden daha yüksek bir şarj akımı, normalden daha fazla maksimum şarj voltajı ve hücreyi maksimum voltajda tutmak için bir zaman sınırı tanımlamanız gerekir.

Yukarıdakiler, TI IC'nin yaptığı ile aynı değildir - ana ortaklık, normal uç nokta voltajından daha yüksektir. Bq25070 IC için akım standart şarj akımıdır, Vmax yükseltilir ve Vmax'ta tutma süresi sıfırdır

Bu hızlı şarj yönteminin çevrim ömrü üzerindeki etkisi hakkında henüz bir belirti bulamadım.

(2) Takip etmek için ...


Bonus Goldmine:

A123 indirmeleri - yeni keşfedildi.
Henüz araştırılmadı.
Çok faydalı olmaktan sorumlu görünüyorsun.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.