¿Cómo limitar el voltaje máximo cuando es 0,1 V demasiado alto y el controlador del dispositivo se queja?

Construí un paquete de baterías Li-Ion modernizado para un scooter que originalmente funcionaba con dos baterías SLA de 12 V en serie. Medí el voltaje del cargador SLA original durante la fase CV y ​​medí 29.3V. Por lo tanto, construí un paquete 7S4P, considerando que su voltaje de carga de 29.4V es solo 0.1V más alto.

El problema es que después de que el Li-Ion está completamente cargado, cuando enciendo el scooter, emite un código de error de pitido que corresponde a "error de voltaje" en el manual. Medí el voltaje de la batería y era 29.35V.

La cuestión es que esto está muy cerca del rango operativo del scooter. De hecho, si enciendo el scooter y RÁPIDAMENTE empiezo a moverme, el motor se activará antes de que suceda la advertencia de voltaje y puedo moverme bien (la carga reduce el voltaje lo suficiente), y si sigo moviéndome por un un poco de tiempo para sacar esa parte superior del voltaje de las baterías y caen a alrededor de 29.3V, entonces todo está bien. (Si me detengo demasiado pronto, el voltaje vuelve a subir a 29,35 y la alarma de voltaje se apaga y el scooter se desactiva). Parece que el controlador del motor tiene un rango de voltaje superior particularmente sensible, ya que las baterías SLA leen alrededor de 29,3 V después una carga completa, pero los 29,35 V son suficientes para que decida que el voltaje está fuera de rango.

He considerado estas opciones, pero no sé qué opción sería más fácil de implementar, sería la más segura con la menor cantidad de pérdidas por ineficiencia, o simplemente lo que prácticamente funcionaría.

  1. Coloque una resistencia en serie con los terminales de la batería para que, en estado de carga total, solo produzca 29,3 V, con 0,1 V absorbidos por la resistencia. Algunas de las resistencias utilizadas para la derivación de corriente podrían funcionar. El problema con esto es que, dado que el scooter usa los mismos cables para cargar y descargar, esto parece afectar la carga , ya que el cargador no detectaría los 29,4 V que espera al final de la carga y sobrecargará las baterías ( muy mal).

  2. Limite el voltaje de carga a 29,3 V. Una resistencia en serie tendría el mismo problema que el n. ° 1 con el cargador detectando el final de la carga. Usar un suministro de banco funcionaría, pero esto es un inconveniente en el mejor de los casos, y no he encontrado ningún buen cargador de iones de litio que ofrezca esta variabilidad en el voltaje de carga. Además, limitar la carga a 29,3 V podría resultar en una pérdida de capacidad. No estoy seguro de qué hacen las baterías si cambia a CC a un voltaje más bajo que el voltaje máximo típico, si continúa cargando a un voltaje más bajo con una corriente más baja. ¿el voltaje de la batería salta a 29.4V de todos modos?

  3. De alguna manera modifique el controlador de scooter. Esta es probablemente la peor opción, ya que requeriría todo tipo de cosas (descubrir cómo programar el controlador, etc.) que probablemente sea demasiado esfuerzo para todo esto.

Es particularmente molesto que el controlador del scooter sea lo que limita esta actualización. Sé que las baterías SLA en realidad se pueden cargar hasta 2,5 V (especialmente en temperaturas más bajas), por lo que poner un límite máximo de voltaje tan estricto parece un poco "demasiado cauteloso".

¿Qué tengo que hacer?

Por favor no hagas esto. Hay tantas cosas que pueden salir mal al insertar una batería de litio en un dispositivo que espera una batería de plomo-ácido y muchas de ellas terminan con la destrucción de la batería, el dispositivo o el operador.
Diodos de alto voltaje. Bueno para caídas de 0.75v a 1.5v dependiendo del tipo

Respuestas (1)

Los 0,1 V extra aproximadamente representan la energía mínima en la batería.
Se puede usar un regulador de derivación de drenaje de corriente relativamente baja aplicado CUANDO LA BATERÍA NO ESTÁ CARGANDO* para reducir el voltaje de la batería.

Los Zeners tienen una "rodilla" demasiado redondeada para esta tarea y disiparán notablemente la capacidad de la batería sin necesidad. Un regulador de derivación limitado de corriente que utilice un IC de regulador de derivación de precisión satisfará la necesidad.

Una solución muy económica es un regulador de abrazadera TL431 / "zener ajustable" que controla un transistor con una resistencia de carga en serie para limitar la corriente.

Solo ejemplo:

R!, R2 controla el voltaje de activación del TL431.
ZD2 sujeta la compuerta M1 a un valor máximo seguro.
M1 + Rload actúa como una carga de derivación.

Rhyst es opcional. Cuando está equipado, es un valor R pequeño tal que
V = IR = I_RLoad x Rhyst es, digamos, 0,05 a 0,1 V. Cuando Vin sube a un nivel que enciende ZD1, el voltaje a través de Rhyst pasa de 0 a decir 0,1 V, lo que se suma a el voltaje en el divisor R2+R1, aumentando el valor aparente de Vin. Por lo tanto, Vin tiene que caer un poco por debajo del Vtrip original antes de que M1 se apague. Esto tiene el efecto de garantizar que M1 esté completamente encendido o completamente apagado y no en un estado parcialmente resistivo. Esto significa que la corriente de sujeción se establece mediante I = V/R = Vin/Rload y que M1 disipa una potencia mínima cuando está encendido.

Dimensión Rcarga de potencia para adaptarse.

*Si la corriente de carga a través de Rload es lo suficientemente pequeña, se puede permitir que el circuito funcione durante la carga.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab