Batterieladung – elektrisches Modell

Eine gängige Technik, die in Batterieladealgorithmen verwendet wird, ist Konstantstrom / Konstantspannung. Das heißt, zunächst wird eine Batterie durch Anlegen eines konstanten Stroms (was meiner Meinung nach allgemein als „Schnellladung“ bezeichnet wird) bis zu einem erfassten Zustand aufgeladen, und dann wird eine konstante Spannung angelegt (was meines Erachtens der Fall ist). allgemein als „Erhaltungsladung“ bezeichnet).

Ich stelle mir vor, dass dies (zumindest logisch) so funktioniert, dass (1) eine Konstantstromquellenschaltung auf den Schnellladestrom eingestellt ist und (2) ein Spannungsregler auf die vollständig geladene Zielspannung eingestellt ist und der positive Anschluss der Batterie zwischen diesen geschaltet wird zwei Schaltungen.

Was ist ein sinnvolles elektrisches Modell (z. B. zur Simulation) für einen entladenen Akku? Wenn es darauf ankommt, interessiere ich mich am meisten für die Chemie von Lithiumzellen (Lithiumpolymer, um genauer zu sein).

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Um ein konkreteres Feedback zu dieser Frage zu erhalten (vielleicht sollte dies eine separate Frage sein?), Wie sieht eine Schaltung aus, die das CC / CV-Laden praktisch / realisierbar implementiert? Wenn Sie diese Schaltung in SPICE oder CircuitLab.com oder was auch immer simulieren möchten, wie würden Sie die Batterie in dieser Schaltung tatsächlich modellieren?

Es ist wie eine Desktop-Strom-/Spannungsbegrenzungsversorgung, bei der das Maximum der Einstellung bis zum Limit angewendet wird, sodass Sie anfangen, einen zu starken Kurzschluss zu sehen, als dass das CV-Limit eintreten könnte, das CC-Limit stoppt Sie. Die Spannung baut sich schließlich auf und Sie werden durch CV begrenzt und es tröpfelt langsam den Rest des Weges. Das scheint das zu sein, was Sie wissen, das einzige ernsthafte Feedback, das ich habe, ist, dass dies je nach Batterie sehr unterschiedlich sein wird, sie haben meistens alle einen bestimmten Modus, nach dem sie suchen. Die Temperaturänderungserfassung für einige Batterien macht mich verrückt. Ich weiß, dass es sicher ist, und warum, aber trotzdem...
Reden wir hier von SPICE oder einer mathematischen Formel? (oder beides?)

Antworten (1)

Es hört sich so an, als hätten Sie die Ladebeschreibung einer Blei-Säure-Batterie erhalten. Andere Batterietypen müssen auf andere Weise geladen werden.

Für den von Ihnen beschriebenen Blei-Säure-Fall benötigen Sie lediglich eine einzige Stromversorgung, die sowohl spannungs- als auch strombegrenzt ist. Anfänglich ist die Batteriespannung niedrig, sodass die Strombegrenzung des Netzteils einsetzt. Schließlich erreicht die Spannung den Float-Pegel, sodass das Netzteil beginnt, die Spannung zu regulieren und die Batterie weniger Strom als die Grenze zieht.

Ich denke, es (CC/CV) gilt auch für die Lithiumchemie nach dem, was ich gelesen habe ...
@Olin: Viele der VRLA-Monoblöcke, die ich in der Vergangenheit verwendet habe, haben eine niedrigere maximale Spannung bei konstanter Stromladung und erlauben es nicht, auf die höhere konstante "End" -Spannung zu gehen, bis der Strom unter einen bestimmten Schwellenwert abgesunken ist. Bei diesen Batterien kann der spannungs- und strombegrenzte Versorgungsansatz die Batterielebensdauer verkürzen, wenn die "End"-Spannung als Grenze für die Konstantstromphase verwendet wird. Das Datenblatt ist König.
@Wanderung: Ich stimme zu. Es gibt viele verschiedene Batterien, die unterschiedlich behandelt werden müssen. Sie können die meiste Zeit mit festen Spannungs- und Stromgrenzen für Blei-Säure davonkommen. Selbst dann möchten Sie für eine wirklich niedrige Blei-Säure-Batterie mit niedrigem Strom laden, bis sich die Spannung auf ein Mindestniveau aufbaut, und dann zum festen Spannungs- / Strombegrenzungsregime wechseln.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass bei einigen Batteriechemien die richtige "Float" -Spannung je nach Temperatur und anderen Faktoren variieren kann; Der Versuch, einen Akku auf eine Spannung aufzuladen, die höher als seine natürliche Erhaltungsspannung ist, kann ihn schwer beschädigen (wodurch seine natürliche Erhaltungsspannung wahrscheinlich noch weiter gesenkt wird!), und der Versuch, einen Batteriesatz auf eine Spannung aufzuladen, die niedriger als seine natürliche Erhaltungsspannung ist, lässt viel davon übrig seine Kapazität ungenutzt.
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