Batería Descargada

Estoy haciendo un circuito para descargar una batería de iones de litio de 18 V, con varias celdas, para acondicionarla. Cada celda de 18 V tiene una capacidad de 100 Wh cuando está completamente cargada. Me gustaría controlar la condición de cada celda individualmente con PWM (para controlar el flujo de corriente), para regular la descarga en función de la temperatura de la batería y el disipador de calor. Una resistencia de potencia común es un diodo or'ed entre los 4 interruptores (solo 1 interruptor está encendido a la vez).

Mi pregunta es esta, ¿qué tipo de FET o circuito de interruptor (U1) podría controlar con un MCU PWM de 3,3 V y también garantizar la menor cantidad de fugas de la batería cuando no está en modo de descarga? La protección contra sobrecorriente, 0 fugas y la huella más baja son una ventaja. Necesita poder manejar corrientes de hasta 1A.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Qué quieres decir con "condición"? Lo que está haciendo no parece ser necesario para las células LiIon. Reduce la vida útil sin ganancia aparente. Si explica EN DETALLE lo que quiere lograr y NO cómo cree que puede lograrlo, PODEMOS tener una mejor respuesta. O no :-).
El acondicionamiento se usa cuando hay un indicador de batería que regula la celda de Li. Después de varios ciclos de carga, el medidor no está sincronizado con la capacidad real de la celda de la batería y debe descargarse por completo. Esta no es una función que se realice con frecuencia.
Cargar cada batería (usted dice celda) por separado a su capacidad total para la ecualización puede traer cada capacidad total si se hace bien. Cada batería (no celda) es presumiblemente 5 x celdas LiIon. Si están desequilibradas, ¿cómo se consigue que las " CÉLULAS " individuales lleguen al verdadero punto cero? Que voltaje de corte usas? Si una verdadera celda tiene poca capacidad, la reducirá mucho si simplemente se ocupa de todo el paquete. Existen numerosos cargadores de equilibrio diseñados para igualar las baterías de LiIon. | ¿Por qué crees que puedes lidiar con baterías de 5 celdas a la vez?
Entiendo que se está desincronizando, PERO descargar a un punto semi-arbitrario no garantiza que las baterías estén sincronizadas. Pero cargar cada CELDA (no la batería) a, por ejemplo, 4.2V y luego cargarla fugazmente a 4.2V hasta que chg caiga a decir 5% de la clasificación de mAh (en este caso, aproximadamente Wh/V/20 = 100/18/20 =~~ ~ 225 mA) asegurará que TODAS las celdas estén tan cargadas como lo estarán. Si luego descarga de modo que la peor celda esté siempre segura, obtendrá los mejores resultados. Yo creo :-).

Respuestas (1)

Primero, espero que sepa que controlar la corriente de descarga a través de PWM es intrínsecamente más estresante para la batería que usar un nivel de corriente continua. La razón es que la química de la batería es intrínsecamente no lineal, siendo menos eficiente a medida que aumenta la corriente. Incluso suponiendo que no haya dificultades en ese sentido, una batería que consume 2 amperios con un ciclo de trabajo del 50 % disipará el doble de la potencia interna que una que consume 1 amperio de forma continua, ya que al duplicar la corriente durante la mitad del tiempo se obtiene 4 veces la potencia durante la mitad del tiempo. o el doble de la potencia media.

En segundo lugar, realmente recomendaría usar una resistencia de aproximadamente 20 ohmios, en lugar de una unidad de 10 ohmios. La razón es que si de alguna manera tiene una falla que enciende una celda continuamente, la corriente será aproximadamente el máximo deseado de 1 amperio. Esto, en efecto, le brindará protección contra sobrecorriente de forma natural.

En tercer lugar, el interruptor de lado alto más simple para su aplicación sería un MOSFET tipo P y no puede controlarlo directamente. Intentar

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

También tiene la ventaja de que una entrada abierta no producirá corriente de carga.

Francamente, el tamaño pequeño no debe ser una consideración, ya que necesitará un disipador de calor bastante grande para disipar 20 vatios.

Idss, la corriente de fuga del MOSFET en estado apagado dependerá del MOSFET que elija, pero puede ser fácilmente inferior a 10 uA a temperatura ambiente. Sospecho que la medición del voltaje de su celda consumirá más que eso. Tenga en cuenta que un medidor de 1 Mohm pondrá 18 uA solo leyendo el voltaje de la celda.

¡Gracias por tu respuesta! Estaba pensando en usar un FET de tipo ap, pero no sabía si existía una solución mejor (como un ic). Solo para mayor claridad, el disipador de calor con resistencia de potencia está ubicado lejos de este circuito. Me gusta la idea de limitar la corriente dimensionando la resistencia, supongo que en lugar de PWM, podría estar encendido constantemente, y cuando el disipador de calor exceda el umbral de especificación, podría apagarse hasta que se enfríe nuevamente a una temperatura segura. .
¿Por qué no dimensionar correctamente el disipador de calor?
Como alternativa a la ruta P-FET, ¿crees que algo como el Fairchild FPF2701 funcionaría también? Parece que podría ofrecerme una buena opción de protección actual, así como un FET integrado con bomba de carga.
No veo por qué no funcionaría. Sin embargo, le sugiero que mire con mucho cuidado los requisitos de PCB. Hacer un tablero para jugar con el IC parece ser una molestia, sin mencionar que es costoso.
Batería Descargada
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v