LiFePo4 piller için şarj devresi tasarlamak istesek neleri bilmek gerekir?

[fide]

Piyasada çoğu zaman 220V AC beslemeli LiFePO4 batarya şarj cihazları denk geliyor. Besleme işini kendimiz araba, solar yada herhangi başka DC bir kaynaktan yapmak istesek, şarj devresi tasarlamak için neleri bilmemiz gerekir?

 

[meke]

İlk aklıma gelen 2 soru: şarj akımı ne olacak? Hücreler parallelmi olacak, yoksa serielmi?

 

[fide]

Seri paralel durumu kullanılan hücreye göre değişir. Şu anda elimde 32700, 32140 silindirik ve 50A prizmatik hücreler var.
Bunlarla 4s, 8s ve 20s batarya yapma durumum var. Akım 5 ila 15A arasında (hücre tipine göre) değişebilir. 50A prizmatik için 25A şarj akımına izin veriyor. Silindirik olanlar için ise kuruluma göre 5 ile 10A arasında.
Şema yerine şarj cihazının mantığını anlamaya çalışıyorum aslında.
İlk başta sabit akımla voltaj belli bi eşik değerine gelene kadar şarj et. Sonra voltajı 3.6V (hücre başı) sabitle ve akımı serbest bırak.
Akım hücrenin gücünün (50A) için %5 ine düştüğü zaman (bu hücre için ~250mA) şarjı kes. Buraya kadar tamam ama bu işin kanunu kitabı nedir bunu arıyorum.

 

[meke]

Benim şu ana gördüğüm kadar her üretici akü için datasheet'inde bu tür bilgileri sıralıyor. Ve her üreticide bu fark gösterebiliyor.
Seriel olacaksa, işin içine birde balancer giriyor.
Kesici ve çekiç ile mermere yazılmış kurallar hiç görmedim (tabii benim görmemem fazla birşey ifade etmez). Genel kurallar var, ama detaylar dediğim gibi her üreticide farklı olabiliyor.
Örneğin

50A prizmatik için 25A şarj akımına izin veriyor

yazıyorsun.
Eminim datasheet'in başka bir sayfasında bu akım ile şarj etmek akünün ömürünü şu kadar kısaltığını belirtiyordur. Gibi.

 

[czorgormez]

aslında smart charger entegrelere bakarsan onların içindeki fonksiyonları kopyalayabilirsin.
termal koruma, şarj süresi koruma gibi fonksiyonlar var. başlangıç voltajı ve şarj akımına bakarak süre sayıyor belli sürede
voltaj yeterince yükselmez ise şarjı kesiyor ve reset atana kadar tekrar şarj etmiyor. lifepo4 için işler biraz daha kolay. şişmiyor-patlamıyor yangın çıkarmıyor. ama bildiğim kadarıyla şarj voltajı konusunda epey hassaslar.

bu tip konularda bir de akademik çalışmalar-tezler vs referans alınabilir. bazen çok faydalı içerikler denk geliyor. çok hücreli ve yüksek akımlı sistemlerde balans konusu da önemli yoksa bir süre sonra iç direnci yüksek olan pil arızalanmaya başlıyor.

bu tip paperları gezerek ve içindeki atıflara bakarak epey bilgi toplamak mümkün.

https://www.researchgate.net/publication/321840455_LiFePO_4_battery_charging_strategy_design_considering_temperature_rise_minimization

 

[deleted]

Seri paralel durumu kullanılan hücreye göre değişir. Şu anda elimde 32700, 32140 silindirik ve 50A prizmatik hücreler var.
Bunlarla 4s, 8s ve 20s batarya yapma durumum var. Akım 5 ila 15A arasında (hücre tipine göre) değişebilir. 50A prizmatik için 25A şarj akımına izin veriyor. Silindirik olanlar için ise kuruluma göre 5 ile 10A arasında.
Şema yerine şarj cihazının mantığını anlamaya çalışıyorum aslında.
İlk başta sabit akımla voltaj belli bi eşik değerine gelene kadar şarj et. Sonra voltajı 3.6V (hücre başı) sabitle ve akımı serbest bırak.
Akım hücrenin gücünün (50A) için %5 ine düştüğü zaman (bu hücre için ~250mA) şarjı kes. Buraya kadar tamam ama bu işin kanunu kitabı nedir bunu arıyorum.

Şarj işlemi bittikten sonra voltaj yüksek oluyormuş.
1/2-1 saat sonra ölçün deniliyor.

t=Kapasite/(Şarj akımı*120)
120 katsayısını salladım.
Şarj edilirken her t süre sonra şarj kesilip voltaj ölçerek eğri çıkartılsa ne olur?
Voltaj değişimi azsa dolu kabul edilebilir.

Düzeltme:
Şarj bitimine yakın voltaj daha hızlı yükseliyormuş.
İşe yaramaz yöntemim.

LiFePO4 Battery Discharge and charge Curve

12V LiFePO4 Battery Pack Characteristic Curve 1. Discharge Curve at Different Discharge Rate Different Rate Discharge Curve @ 25 0C 2. Different Curve at Different Temperature Different Temperature Discharge Curve @ 1C 3. State of Charge Curve State of Charge Curve @ 1C 25 0C 4. Cycle Life Curve...

www.bravabatteries.com