Isolierung zwischen den Zellen zum Laden und Testen der Batterie

Um jede Zelle zu isolieren, müssten MOSFETs zwischen Zellen verwendet werden, um Verbindungen zu unterbrechen, und normalerweise sind Zellen physisch so angeordnet, dass es Ihnen unmöglich ist, MOSFETs zwischen Zellen zu platzieren.

Warum? LiPO-, LiFePO4- und andere Lithium-Chemie-Zellen können normalerweise sehr hohe Ströme liefern, wir sprechen von 20 A bis 100 A oder sogar höheren Strömen pro Zelle . Daher werden sie normalerweise mit dicken Kupferblechen (oder anderen Metallen) verbunden.

Hier ist ein zufälliges Bild, das ich in Google gefunden habe und das diese Shunts zeigt:

Beachten Sie, dass die auf dem Bild nicht sehr gut aussehen und dass dies wahrscheinlich ein "Low Current" -Setup ist. Große Lithium-Ionen-Packs haben normalerweise viel größere Shunts.

Wie auch immer, Sie hätten auch viele Verluste durch den Innenwiderstand all dieser MOSFETs.

Wenn Sie die Zellen aufladen möchten, können Sie einen Abwärtswandler verwenden, um die gleichgerichtete Spannung von einem an das Stromnetz angeschlossenen Transformator herunterzuwandeln. Sie müssten einen PI- oder PID-Regelkreis mit einem Mikrocontroller implementieren, um das Tastverhältnis basierend auf dem Ausgangsstrom zu steuern, aber Sie müssten dann eine Art Ausgleich implementieren, um die Spannung der Zellen in Schach zu halten. Dies könnte ein weiterer Abwärtswandler sein, der an die Batterie angeschlossen ist und in der Lage wäre, kleine Ströme an jede Zelle zu übertragen, sodass Sie die nacheilenden Zellen ausgleichen können.

Die Art der digitalen Steuerung, die Sie benötigen, ist mit einem einfachen Arduino nicht einfach zu bewerkstelligen, und das Arduino verfügt auch nicht über die erforderlichen ADCs, um schnelle Schaltfrequenzen zu ermöglichen.

Ich empfehle Ihnen, das Buch „Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs“ von Davide Andrea und das Buch „Fundamentals of Power Electronics“ von Robert Erickson und Dragan Maksimović zu lesen. Diese Bücher werden Sie über DC/DC-Wandler und BMS informieren und Ihnen das notwendige Wissen vermitteln, das Sie benötigen, um etwas nach Ihren Wünschen zu erstellen.