Зарядка литий-ионного аккумулятора с помощью контроллера тока

Для процесса зарядки одного элемента литий-ионного аккумулятора необходимо выполнить цикл CCCV, в котором сначала ионно-литиевый элемент заряжается постоянным током (обычно номиналом 1C), а при достижении заданного напряжения (4,2 В) , батарея заряжается в цикле постоянного напряжения CV, при котором напряжение батареи поддерживается постоянным до тех пор, пока зарядный ток не упадет до заданного значения (обычно 0,1C).

Если я заряжаю аккумуляторную батарею с помощью понижающего преобразователя (понижающий преобразователь, получающий входной сигнал ШИМ от микроконтроллера, который постоянно отслеживает ток, напряжение и температуру батареи), и я разработал контроллер тока для моего понижающего преобразователя для зарядки батареи, я буду нагнетать некоторое количество тока в ячейку батареи во время цикла CC, изменяя рабочий цикл ШИМ (величина тока будет увеличиваться и уменьшаться, изменяя увеличение и уменьшение рабочего цикла моего ШИМ соответственно). Когда напряжение на аккумуляторной ячейке достигает 4,2 В, я должен теперь применить цикл CV, чтобы продолжить процесс зарядки.

Мой вопрос касается этого цикла постоянного напряжения. И вопрос в том, могу ли я применить цикл постоянного напряжения так же, как я применяю цикл CC? за исключением того, что теперь я бы считал, что напряжение батареи контролируется, и против этого я бы уменьшал свой рабочий цикл ШИМ таким образом, чтобы это напряжение оставалось постоянным, и в результате уменьшения моего цикла ШИМ мой зарядный ток будет непрерывно уменьшаться до тех пор, пока он достигает точки, где я прекращаю зарядку. Я прав ? Я хочу спросить, будет ли достаточно текущего метода управления как для метода CC, так и для метода CV? Это означает, что в конечном итоге в цикле CV я также буду контролировать ток, непрерывно уменьшая его, таким образом, чтобы напряжение моего элемента батареи не превышало 4,2 В, я прав?

Надеюсь, я ясно выразил свое замешательство.

Ваши полезные предложения будут оценены.

Спасибо!

У вас есть какая-то защита от перенапряжения? Я только что представил, как ваше программное обеспечение выходит из строя, ШИМ все еще включен, а батарея взрывается (буквально).
Предлагаемый метод хорош, пока вы делаете то, что говорите. Смотрите ответ ниже для получения дополнительных комментариев. Как говорит @Arsenal - убедитесь, что ваше программное обеспечение никогда не допускает плохих результатов в худшем случае. Если батареи являются ценными, отдельный аппаратный датчик аварийного перенапряжения / аварийная сигнализация / отключение - это просто и дешево, и, возможно, это стоит сделать.

Ответы (1)

Ваш метод правильный, но ваше описание части резюме несколько необычно. CC использует постоянную I - как вы этого добиваетесь, по сути, не имеет значения. В режиме CV используется постоянное значение V, то , как вы его достигаете, по существу не имеет значения ( НО НЕ превышайте V max (обычно 4,2 В) на пиках ШИМ!).

Вы можете реализовать CV-управление для поддержания постоянного напряжения, контролируя рабочий цикл понижающего ШИМ, и вы можете рассматривать это как управление током, если хотите - до тех пор, пока напряжение остается постоянным. т.е. если бы вы хотели, вы могли бы описать часть CC цикла как управление напряжением с изменением напряжения для получения желаемого тока. Это потенциально [ :-) ] верная точка зрения, но в идеале вы должны сосредоточиться на том, что делает ваш алгоритм, а не на лежащем в его основе механизме.

Таким образом, в режиме CC вы поддерживаете постоянный ток — аккумулятору все равно, как вы это делаете. В режиме CV вы поддерживаете напряжение — аккумулятору снова «все равно», как вы это делаете.

Уменьшение CC до C/10 (0,1 нормы CC) является достаточно агрессивным и даст вам очень хорошо заряженную ячейку, но существенно сократит срок службы ячейки. Если вам не нужны все мАч емкости, то лучше заряжать скажем C/4 или даже C/2. Емкость за цикл снижается, возможно, на 5–10% (может быть, меньше), но срок службы значительно улучшится.