Использование зарядки постоянным током и постоянным напряжением для полной зарядки аккумулятора

Я не нашел ветку, которая правильно отвечает на этот вопрос, поэтому я надеюсь, что, задав этот вопрос здесь, я смогу получить некоторое понимание, и он будет здесь для дальнейшего использования,

Насколько я понимаю, зарядка постоянным током — это когда вы фиксируете ток, подаваемый на аккумулятор, и напряжение будет варьироваться в зависимости от аккумулятора. Зарядка постоянным напряжением — это когда вы подключаете определенное напряжение к клеммам батареи, OCV (напряжение холостого хода).

Мой вопрос заключается в попытке использовать комбинацию из двух, чтобы попытаться полностью зарядить аккумулятор. Позволь мне объяснить.

Зарядка постоянным током

Мне удалось воспроизвести зарядку постоянным током, подключив USB-кабель 5 В в качестве входа в SMPS. SMPS подключен к Arduino, который контролирует ток, поступающий в батарею. Это делается путем установки опорного тока, а затем ПИД-регулятор поддерживает ток вокруг этого опорного тока.

введите описание изображения здесь

Это было для батареи LiFePO4, которая заряжалась постоянным током.

Цикл заряда контролировался следующими состояниями: зарядка до 3,6 В, отдых в течение нескольких секунд, разряд до 2,5 В, отдых в течение нескольких секунд, а затем повторение цикла.

Если вы заметили на графике, после того, как батарея заряжена до 3,6 В и переходит в стадию покоя, когда она не заряжается и не разряжается, она сразу же падает примерно до 3,4 В (это можно увидеть около 3900 секунд). Я внес свой вклад в ESR и паразитную емкость в аккумуляторе.

Мой вопрос

Ранее я читал, что можно полностью зарядить аккумулятор до 3,6 В, переключившись на зарядку постоянным напряжением после 3,4 В и просто наблюдая за ним, пока аккумулятор не начнет потреблять очень небольшое количество тока, что означает, что он полностью заряжен. Это правда?

Причина, по которой я не пробовал это, заключается в том, что у меня нет источника зарядки с постоянным напряжением. Если бы мне как-то удалось это реализовать, какое постоянное напряжение нужно выбрать?

Кроме того, является ли причина этого падения из-за ESR и емкости, и если это так, не произойдет ли это также при зарядке постоянным напряжением?

Аккумулятор, который я заряжаю: https://www.ampsplus.co.uk/ampsplus-14500-3-2v-500mah-battery-button

@jsotola ampsplus.co.uk/ampsplus-14500-3-2v-500mah-battery-button Это батарея, которую я заряжаю
Эта ссылка из университета батареи может быть существенной помощью. batteryuniversity.com/learn/article/…

Ответы (2)

Насколько я понимаю, зарядка постоянным током — это когда вы фиксируете ток, подаваемый на аккумулятор, и напряжение будет варьироваться в зависимости от аккумулятора. Зарядка постоянным напряжением — это когда вы подключаете определенное напряжение к клеммам аккумулятора.

Не совсем. Настоящая зарядка «постоянным напряжением» может привести к взрыву аккумулятора или зарядного устройства, поскольку не существует определенного предела тока. Фактические зарядные устройства «постоянного напряжения» также являются «постоянными токами», другими словами, они имеют одновременное ограничение тока и напряжения.

Ранее я читал, что можно полностью зарядить аккумулятор до 3,6 В, переключившись на зарядку постоянным напряжением после 3,4 В и просто наблюдая за ним, пока аккумулятор не начнет потреблять очень небольшое количество тока, что означает, что он полностью заряжен. Это правда?

Нет, это не имеет смысла. Если «переключиться» на постоянное напряжение при 3,4 В, оно либо останется на уровне 3,4 В, либо мгновенно подскочит до 3,6 В (возможно, потребляя очень большой ток), если оно поднимет напряжение до этого значения.

Практичное зарядное устройство LiFePO4 можно просто настроить на выходное напряжение 3,6 В, одновременно ограничивая ток до желаемого зарядного тока. При использовании напряжение батареи будет продолжать расти, пока не достигнет 3,6 В, затем ток будет уменьшаться экспоненциально, пока зарядное устройство не отключится, например, при . 10% от текущего лимита. В течение этого времени зарядное устройство будет удерживать свое выходное напряжение на уровне 3,6 В, в то время как внутреннее напряжение батареи выравнивается, а ток определяется падением напряжения на внутреннем сопротивлении батареи.

Кстати, на вашем графике не показано время, когда напряжение перестает расти во время зарядки, предполагая, что оно никогда не переходило в фазу «постоянного напряжения» и, следовательно, не получало полного заряда (хотя, возможно, оно было близко к этому).

Ранее я читал, что можно полностью зарядить аккумулятор до 3,6 В, переключившись на зарядку постоянным напряжением после 3,4 В и просто наблюдая за ним, пока аккумулятор не начнет потреблять очень небольшое количество тока, что означает, что он полностью заряжен. Это правда?

Да это правда.

Если бы мне как-то удалось это реализовать, какое постоянное напряжение нужно выбрать?

Напряжение для зарядки CV обычно равно напряжению 100% заряженной батареи.

Кроме того, является ли причина этого падения из-за ESR и емкости, и если это так, не произойдет ли это также при зарядке постоянным напряжением?

Это произойдет в обоих режимах, но поскольку ток в фазе CV меньше, падение напряжения из-за ESR тоже меньше, и оно приближается к нулю при полной зарядке аккумулятора.

Как убедиться, что я приближаюсь к 100% SOC, не перезаряжая и не убивая батарею?

Перезарядка батареи потребует от вас применения напряжения выше, чем вырабатывает батарея при полной зарядке. Зарядка постоянным током потенциально может это сделать, поэтому вы переключаетесь на постоянное напряжение, а это не так.

Может быть полезно учитывать, что зарядное устройство постоянного тока, ограниченное некоторым максимальным безопасным напряжением, естественным образом начнет работу в режиме CC, а затем переключится в режим CV, когда батарея станет почти заряженной. Режим CV — это, по сути, просто скорость заряда, приближающаяся к нулю, а затем останавливающаяся, когда батарея полностью заряжена.

Как убедиться, что я приближаюсь к 100% SOC, не перезаряжая и не убивая батарею? вы просто следите за током и прекращаете зарядку, когда он становится малым значением?
@fred Смотрите редактирование.