TI prétend que vous pouvez charger les cellules LiFePO4 en chargeant CC (courant constant) comme d'habitude mais à une tension plus élevée que d'habitude (par exemple 3,7 V plutôt que 3,6 V pour LiFePO4), puis effectuer une transition par étapes vers une tension de flottement inférieure sans NO intermédiaire CV mode.
Leur CI bq25070 implémente cette méthode comme décrit dans la fiche technique bq25070 .
Cela va à l'encontre de TOUS les autres conseils, spécifications IC et circuits de chargeur que j'ai vus.
Faire cela avec Vcv <= 3,6V est assez bien - avec ou sans étage CV. C'est la tension supplémentaire et pas de mode CV qui est radicale. L'implication ou la déclaration de toutes les autres sources est que le dépassement de la Vmax normale de 3,6 V pour LiFePO4, même en petite quantité, est susceptible d'être dommageable ou mortel.
Est-ce que TI est devenu complètement fou et irresponsable ou est-ce une nouvelle façon fantastique de charger les cellules au lithium ferro-phosphate?
la source
Réponses:
Jusqu'à présent, ma réponse est, je ne sais pas, mais TI sont généralement des gens très solides qui ont tendance à ne pas faire de circuits intégrés qui marchent du côté obscur - car cela me concerne beaucoup et j'ai une application là où elle est d'une pertinence potentielle immédiate, cela nécessite un complément d'étude.
Ce qui suit est mon début dans le voyage - plus une description du problème et une enquête sur les paramètres qu'une réponse correcte. J'allais poster TOUT cela dans le cadre de la question, mais j'ai décidé qu'il valait mieux appartenir à une réponse.
J'ai réalisé tardivement que j'avais des tensions LiFePO4 et LiIon quelque peu mélangées dans mes pérégrinations. Je reviendrai pour ranger cela MAIS je m'attends à ce qu'il soit suffisamment clair pour quiconque est susceptible d'être intéressé.
TI a un certain nombre de CI de chargeur pour LiIon avec des spécifications, des brochages et des utilisations cibles similaires. Ils n'en ont que quelques-uns qui conviennent à LiFePO4.
AUCUN des chargeurs spécifiques LiIon / LiPo n'utilise cette méthode.
Ils peuvent dépendre de la matrice Olivine dans LiFePO4 qui lui confère sa robustesse (et diminue par ailleurs les densités énergétiques), pour fournir une protection suffisante contre les excès de cette méthode.
La méthode de charge habituelle de la chimie du lithium consiste à charger à CC (courant constant) jusqu'à ce que Vmax soit atteint, puis à maintenir la cellule à Vmax pendant que le courant diminue de façon non li
sous le contrôle de la chimie cellulaire jusqu'à ce qu'un pourcentage cible d'âge d'Imax est atteint.
Revendications de la méthode TI (en utilisant les spécifications LiIon modifiées si nécessaire)
Dommage?
Voir «Avertissements d'université de batterie» à la fin.
La "réclamation" TI est sous la forme "la plus dure" possible - pas seulement sur papier mais dans le silicium d'un circuit intégré de contrôle de batterie. Le BQ 25070, fiche technique ici: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
Dit dans sa fiche technique, datée de juillet 2011:
L'algorithme de charge LiFePO4 supprime le contrôle du mode de tension constante habituellement présent dans les cycles de charge de la batterie Li-Ion.
Au lieu de cela, la batterie est rapidement chargée à la tension de surcharge et ensuite autorisée à se détendre à un seuil de tension de charge flottant inférieur.
La suppression de la commande de tension constante réduit considérablement le temps de charge.
Pendant le cycle de charge, une boucle de contrôle interne surveille la température de jonction IC et réduit le courant de charge si un seuil de température interne est dépassé.
L'étage de puissance du chargeur et les fonctions de détection du courant de charge sont entièrement intégrés. La fonction chargeur dispose de boucles de régulation de courant et de tension de haute précision et d'un affichage de l'état de charge.
Sont-ils fous?
Ce tableau est basé sur le tableau 2 de l'université de la batterie à http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
C'est pour LiIon et non LiFePO4. Les tensions sont plus élevées avec Vmax habituel = 4,2 V contre 3,6 V pour LiFePO4. J'espère et j'attends que les principes généraux soient suffisamment similaires pour que cela soit utile. Réduisez les tensions LiFePO4 en temps voulu.
Les colonnes intitulées BU sont dans l'original. Des colonnes intitulées RMc ont été ajoutées par moi. Des lignes pour 4.3, 4.4, 4.5 V ont été ajoutées par moi.
Leur table dit que
Si vous chargez à courant constant jusqu'à ce que la tension Vcv soit atteinte
Ensuite, le% de la pleine capacité dans la colonne 2 est atteint. (% plafond à la fin du CC)
Et puis, si vous maintenez la tension à Vcv jusqu'à ce que Ibat tombe à environ 5% si Icc (généralement 5% si C / 1 = C / 20)
La capacité de la colonne 4 sera alors atteinte. (Casquette pleine assise)
Ils disent que le temps de charge total en minutes est dans la colonne 3
Mes ajouts ne sont pas trop profonds et font quelques hypothèses qui peuvent être invalides.
5 minutes CC: Je suppose qu'en mode CC initial, la capacité augmente linéairement avec le temps. Ceci est probablement très proche de la vérité pour la capacité actuelle et comme dans les premiers stades Vcg est relativement constant, c'est probablement une hypothèse adéquate pour la capacité énergétique également.
6 Temps en CV = 3 - 5.
Alors que TI utilise 3,7 V pour Vovchg (par opposition à 3,6 V normal) pour leur tour de magie, l'extrapolation du tableau semble suggérer qu'environ 4,5 V seraient nécessaires pour un appel LiIon et peut-être environ 3,8 V pour une cellule LiFePO4.
Il se peut cependant que des choses importantes commencent à se produire juste au-dessus de 3,6 V / 4,2 V et que le supplément de 0,1 V soit tout ce qu'il faut pour augmenter le taux de (100-85) / 55 = 28% par rapport au taux CC qui se termine à 4.2V.
Pour que cela soit vrai, une charge de 15% doit se produire s Le Vbat augmente de 0,1 V, cela se produit en environ 9 minutes (entrée de ligne 60 - col5.4.2V), donc le taux de charge delta est de 15% / (9/60) h = 15 % / 15% = 100% = taux C / 1 - ce qu'il devrait être. [Cette "coïncidence" se produit car 15% de la capacité reste à fournir lorsqu'il reste 15% d'une heure.].
J'ai ajouté la méthode de charge de crash de TI au tableau sur la ligne 4.3V.
Meilleur tableau à suivre:
Avertissements et commentaires de Battery University de la page référencée ci-dessus:
C'est très bien - vous perdez "juste" 15% de la capacité de la plaque avant, soit environ 18% de capacité en moins que vous ne l'auriez pu
Certains chargeurs grand public à moindre coût peuvent utiliser la méthode simplifiée de «charge et autonomie» qui charge une batterie lithium-ion en une heure ou moins sans passer à la charge de saturation de l'étape 2. "Prêt" apparaît lorsque la batterie atteint le seuil de tension à l'étape 1. Étant donné que l'état de charge (SoC) à ce stade n'est que d'environ 85 pour cent, l'utilisateur peut se plaindre d'une autonomie courte, ne sachant pas que le chargeur est à blâmer . De nombreuses batteries sous garantie sont remplacées pour cette raison, et ce phénomène est particulièrement courant dans l'industrie cellulaire.
C'est plus préoccupant
Le Li-ion ne peut pas absorber la surcharge, et lorsqu'il est complètement chargé, le courant de charge doit être coupé.
Une charge de ruissellement continue provoquerait le placage de lithium métallique, ce qui pourrait compromettre la sécurité.
Pour minimiser le stress, maintenez la batterie lithium-ion à la tension de crête de 4,20 V / cellule le plus court possible.
La TI bq25070 fait flotter la batterie à 3,5 V - en dessous de la plage de "sécurité" - c'est-à-dire si sûre qu'elle perd légèrement sa capacité avec le temps.
Une fois la charge terminée, la tension de la batterie commence à chuter, ce qui atténue la tension. Au fil du temps, la tension en circuit ouvert se stabilisera entre 3,60 et 3,90 V / cellule. Notez qu'une batterie Li-ion qui a reçu une charge entièrement saturée gardera la tension plus élevée plus longtemps qu'une batterie qui a été rapidement chargée et terminée au seuil de tension sans charge de saturation.
En relation:
fiche technique bq25070
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Jauge à gaz"
bq25060 LiIon chargeur IC
la source
J'ai découvert un certain nombre de «points de données» connexes. Personne ne montre avec certitude qu'il s'agit d'une méthode de charge universellement acceptable avec LiFePO4, mais les indications sont qu'elle l'est probablement, avec certaines "mises en garde". Le degré d'acceptabilité dépendra de nombreux facteurs tels que le degré de surtension, l'état de charge, le taux de charge, le temps maintenu en surtension, la construction spécifique de la batterie et plus encore. J'ajouterai à ce qui suit au fur et à mesure que j'apprends.
(1) L'A123 fait partie des principaux producteurs de batteries LiFePO4. Leurs récents problèmes financiers majeurs ne sont pas dus à une mauvaise compréhension de la technologie mais à des problèmes d'ingénierie qui ont conduit à des rappels de produits très coûteux. Des choses similaires se sont produites chez Sony dans leur fabrication de batteries LiIon - mais Sony a des `` poches bien plus profondes ''.
Ce qui suit concerne spécifiquement les produits A123 et probablement seulement un sous-ensemble de ceux-ci. L'extension de cette méthode à d'autres marques se fait aux risques de l'utilisateur:
La division Enerland de A123 a produit un document intitulé "Fonctionnement correct du kit de développement A123 Racing NanoPhosphate". Cela concerne une cellule LiFePO4 2300 mAh A123 26660 (26 mm de diamètre x 66,5 mm de longueur).
Ils utilisent une charge CC CV pour une "charge normale" et une charge sans collision pour une charge rapide.
La charge normale est de 3 A (environ 1,333 C) à 3,6 V, maintenez-la à 3,6 V jusqu'à ce que I_bat soit tombé à 0,05 IChg, puis flottez à 3,45 V.
Cependant, leur méthode de charge rapide est:
Chargez à Imax jusqu'à ce que Vmax soit atteint.
Maintenez Vmax jusqu'à ce que T_fast_charge soit atteint.
La capacité est de 90> = 96% SOC.
ET - rouleau de tambour - Vmax = 4,2 V - wow.
Ils disent que le temps de charge rapide est de 15 minutes!
Notez que cela n'est réalisé qu'à Imax qui est sensiblement plus élevé que l'Ichg normal.
Donc, pour effectuer cette action pour une cellule donnée, vous devez définir un courant de charge plus élevé que d'habitude, une tension de charge maximale plus élevée que d'habitude et une limite de temps pour maintenir la cellule à la tension maximale.
Ce qui précède n'est pas identique à ce que fait le CI TI - le principal point commun étant la tension de point de terminaison habituelle. Pour le bq25070 IC, le courant est un courant de charge standard, Vmax est augmenté et le temps de maintien à Vmax est nul
Je n'ai pas encore trouvé d'indication sur l'effet sur la durée de vie de cette méthode de charge rapide.
(2) À suivre ...
Bonus Goldmine:
Téléchargements A123 - vient d'être découvert.
Pas encore exploré.
Semble susceptible d'être très utile.
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