A TI afirma que você pode carregar células LiFePO4 por CC (corrente constante) carregando normalmente, mas com uma tensão mais alta que o normal (por exemplo, 3,7V em vez dos 3,6V normais para LiFePO4) e depois passar para uma tensão de flutuação mais baixa sem CV intermediário modo.
O IC bq25070 implementa esse método conforme descrito na folha de dados do bq25070 .
Isso vai contra todos os outros conselhos, especificações de CI e circuitos de carregadores que eu já vi.
Fazer isso com Vcv <= 3.6V é bom o suficiente - com ou sem um estágio CV. É a tensão extra e nenhum modo CV que é radical. A implicação ou declaração de todas as outras fontes é que exceder o Vmax normal de 3,6V para LiFePO4 em uma pequena quantidade pode ser prejudicial ou fatal.
A TI ficou totalmente louca e irresponsável ou essa é uma nova maneira fantástica de carregar células de ferro fosfato de lítio?
fonte
Respostas:
Até agora, minha resposta é: eu não sei, mas as TI geralmente são pessoas muito sólidas que tendem a não andar por aí criando CIs que andam no lado sombrio - pois isso é de significativa aplicabilidade para mim e eu tenho um aplicativo onde está. de relevância potencial imediata, isso precisa de mais investigação.
A seguir, começo minha jornada - mais uma descrição do problema e investigação de parâmetros do que uma resposta adequada. Eu ia postar tudo isso como parte da pergunta, mas decidi que ele pertencia melhor a uma resposta.
Percebi tarde que eu tinha algumas tensões LiFePO4 e LiIon um pouco misturadas em minhas andanças. Vou voltar e arrumar isso, mas espero que seja claro o suficiente para qualquer pessoa que possa estar interessada.
A TI possui vários CIs de carregador para LiIon com especificações, pinagens e usos-alvo semelhantes. Eles têm apenas alguns que são adequados para LiFePO4.
NENHUM dos carregadores específicos de LiIon / LiPo usa esse método.
Eles podem estar dependendo da matriz de olivina no LiFePO4, que lhe confere robustez (e diminui incidentalmente as densidades de energia), para fornecer proteção suficiente contra os excessos desse método.
O método usual de carregamento da Química de Lítio é carregar em CC (corrente constante) até que Vmax seja atingido e, em seguida, manter a célula em Vmax enquanto a corrente desacelera de maneira não linear
, sob o controle da química celular, até alguma meta% de idade de Imax é atingido.
O método TI alega (usando especificações de LiIon alteradas quando necessário)
Danificar?
Consulte "Avisos sobre a universidade da bateria" no final.
A "reivindicação" da TI está na forma "mais difícil" possível - não apenas no papel, mas no silício de um IC de controle de bateria. A BQ 25070, folha de dados aqui: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
Diz em sua folha de dados, datada de julho de 2011:
O algoritmo de carregamento LiFePO4 remove o controle do modo de tensão constante geralmente presente nos ciclos de carga da bateria de íon de lítio.
Em vez disso, a bateria é carregada rapidamente na tensão de sobrecarga e depois relaxada até um limite mais baixo de tensão de carga flutuante.
A remoção do controle de tensão constante reduz significativamente o tempo de carregamento.
Durante o ciclo de carga, um loop de controle interno monitora a temperatura da junção IC e reduz a corrente de carga se um limite de temperatura interna for excedido.
As funções do estágio de potência do carregador e do sensor de corrente de carga estão totalmente integradas. A função do carregador possui loops de regulação de corrente e tensão de alta precisão e exibição do status da carga.
Eles são loucos?
Esta tabela é baseada na tabela 2 da University of Battery em http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
Isto é para LiIon e não LiFePO4. As tensões são mais altas com Vmax usual = 4,2V em comparação com 3,6V para LiFePO4. É minha esperança e expectativa que os princípios gerais sejam semelhantes o suficiente para tornar isso útil. Reduza as tensões para LiFePO4 no devido tempo.
As colunas com cabeçalho BU estão no original. As colunas denominadas RMc foram adicionadas por mim. Linhas para 4,3, 4,4, 4,5 V foram adicionadas por mim.
A mesa deles diz que
Se você carregar em corrente constante até que a tensão Vcv seja atingida
Em seguida, é atingida a% da capacidade total na coluna 2. (% de limite no final do CC)
E então, se você mantiver a tensão em Vcv até Ibat cair para cerca de 5% se Icc (geralmente 5% se C / 1 = C / 20)
Em seguida, a capacidade na coluna 4 será atingida. (Tampa totalmente sat)
Eles dizem que o tempo total de carregamento em minutos está na coluna 3
Minhas adições não são muito profundas e fazem algumas suposições que podem ser inválidas.
5 Minutos CC: Presumo que no modo CC inicial a capacidade aumente linearmente com o tempo. Provavelmente, isso é muito próximo da capacidade atual e, como nos estágios iniciais Vcg é relativamente constante, é provavelmente uma suposição adequada também para a capacidade de energia.
6 Tempo em CV = 3 - 5.
Enquanto a TI usa 3,7V para Vovchg (em oposição aos 3,6V regulares) para seu truque de mágica, a extrapolação da tabela parece sugerir que cerca de 4,5V seria necessário para uma chamada de LiIon e talvez cerca de 3,8V para uma célula de LiFePO4.
Pode ser, no entanto, que coisas significativas comecem a acontecer um pouco acima de 3,6V / 4,2V e que 0,1V extra seja o suficiente para aumentar a taxa em (100 -85) / 55 = 28% em comparação com a taxa CC que termina em 4.2V.
Para que isso seja verdade, é necessário que ocorra uma carga de 15% s O Vbat sobe 0,1V, isso ocorre em cerca de 9 minutos (entrada de linha de 60 - col5.4.2V), portanto a taxa de carga delta é de 15% / (9/60) hr = 15 % / 15% = 100% = taxa C / 1 - o que teria que ser. [Essa "coincidência" ocorre porque 15% da capacidade permanece a ser fornecida quando restam 15% de uma hora.]
Adicionei o método de taxa de colisão da TI à tabela na linha 4.3V.
Melhor tabela a seguir:
Avisos e comentários da Battery University da página acima mencionada:
Tudo bem - você "apenas" perde 15% da capacidade do painel frontal com cerca de 18% menos capacidade do que você poderia ter
Alguns carregadores de menor custo podem usar o método simplificado de “carregar e executar”, que carrega uma bateria de íon de lítio em uma hora ou menos, sem passar para a carga de saturação do Estágio 2. “Pronto” aparece quando a bateria atinge o limite de voltagem no estágio 1. Como o estado da carga (SoC) neste momento é de apenas 85%, o usuário pode reclamar de curto tempo de execução, sem saber que o carregador é o culpado. . Muitas baterias de garantia estão sendo substituídas por esse motivo, e esse fenômeno é especialmente comum no setor de celulares.
Isso é mais preocupante
O íon de lítio não pode absorver sobrecarga e, quando totalmente carregado, a corrente de carga deve ser cortada.
Uma carga lenta contínua causaria revestimento de lítio metálico e isso poderia comprometer a segurança.
Para minimizar o estresse, mantenha a bateria de íons de lítio na tensão de pico de 4,20V / célula o mais curto possível.
A TI bq25070 flutua a bateria em 3,5V - abaixo da faixa de "seguro" - isto é, muito seguro a ponto de perder capacidade com o tempo.
Depois que a carga é encerrada, a tensão da bateria começa a cair, e isso diminui o estresse da tensão. Com o tempo, a tensão em circuito aberto se estabelecerá entre 3,60 e 3,90V / célula. Observe que uma bateria de íon de lítio que recebeu uma carga totalmente saturada manterá a tensão mais alta por mais tempo do que aquela que foi carregada rapidamente e terminada no limite de tensão sem uma carga de saturação.
Palavras-chave:
folha de dados bq25070
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Medidor de gás"
IC do carregador de íon de bq25060
fonte
Eu descobri vários "pontos de dados" relacionados. Ninguém mostra com certeza que este é um método de carga universalmente aceitável com o LiFePO4, mas as indicações são de que provavelmente é, com certas "advertências". O grau de aceitabilidade dependerá de muitos fatores, como grau de sobretensão, estado da carga, taxa de carga, tempo retido na sobretensão, construção específica da bateria e muito mais. Vou adicionar o seguinte à medida que aprender mais.
(1) A123 está entre os principais produtores de baterias LiFePO4. Seus principais problemas financeiros recentes não se deveram a um mal-entendido da tecnologia, mas a problemas de engenharia que levaram a recalls de produtos muito caros. Coisas semelhantes aconteceram com a Sony na fabricação de baterias de íon de lítio - mas a Sony tem "bolsos muito mais profundos".
O seguinte se refere especificamente aos produtos A123 e provavelmente apenas a um subconjunto deles. A extensão deste método a outras marcas corre o risco do usuário:
A divisão Enerland da A123 produziu uma apostila intitulada "Operação adequada do kit A123 Racing NanoPhosphate Developer". Isso se refere a células A123 26660 (26 mm de diâmetro x 66,5 mm de comprimento) LiFePO4 de 2300 mAh.
Eles usam uma taxa de CC CV para "carregamento normal" e uma taxa de colisão livre de CV para carregamento rápido.
O carregamento normal é de 3A (cerca de 1.333C) a 3,6V, mantenha-o em 3,6V até I_bat cair para 0,05 IChg e depois flutue em 3,45V.
No entanto, seu método de cobrança rápida é:
Carregue em Imax até Vmax ser alcançado.
Mantenha Vmax até T_fast_charge ser alcançado.
A capacidade é 90> = 96% SOC.
AND - rolo de tambor - Vmax = 4,2V - uau.
Dizem que o tempo de carregamento rápido é de 15 minutos!
Observe que isso só é alcançado em Imax, que é substancialmente mais alto que o Ichg normal.
Portanto, para executar esta ação para uma determinada célula, é necessário definir uma corrente de carga maior que o normal, uma tensão de carga máxima maior que o normal e um limite de tempo para manter a célula na tensão máxima.
O acima exposto não é idêntico ao que o TI IC está fazendo - a principal semelhança é maior que a tensão normal do terminal. Para o bq25070 IC, a corrente é corrente de carga padrão, Vmax é aumentado e o tempo de espera em Vmax é zero
Ainda não encontrei nenhuma indicação sobre o efeito na vida útil desse método de carregamento rápido.
(2) Para seguir ...
Bônus Goldmine:
Downloads A123 - recém-descobertos.
Ainda não explorado.
Parece susceptível de ser muito útil.
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