So erkennen Sie den Abschluss des Lithium-Ionen-Ladevorgangs

Gibt es eine einfache Möglichkeit zu erkennen, wann ein Ladevorgang eines Lithium-Ionen-Akkus abgeschlossen ist?

Ich habe ein Grundsystem wie hier gezeigt:

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Die Last stellt meine Anwendung dar (einschließlich ihrer eigenen Spannungsregelung), und das Symbol des Spannungsreglers stellt ein billiges, handelsübliches Lithium-Ionen-Batteriemanagementsystem dar, das die Reduzierung von Spannung und Strom übernimmt, wenn die Batterie aufgeladen wird. Leider hat das BMS keine Pinbelegung, um den Ladestatus zu erkennen.

Was wäre der einfachste Weg, um diese Schaltung so zu ändern, dass ich ein hohes Signal bekomme, wenn die Batterie vollständig aufgeladen ist? Meine Anwendung enthält einen Mikroprozessor mit einigen ADC-Pins. Kann ich die Spannung vor oder nach dem BMS messen, um festzustellen, wann der Ladevorgang abgeschlossen ist? Ich weiß, dass das Aufladen von Lipos separate Konstantspannungs- und Konstantstromstufen umfasst, daher ist dies möglicherweise nicht 100% genau, aber ich brauche nur eine grobe Schätzung.

Schauen Sie sich das Datenblatt Ihres Lipos an. Es zeigt Ihnen den "Vollladestrom" in der CV-Phase an (normalerweise 1 % der C-Bewertung der Batterie). Messen Sie die Spannung über einem Strommesswiderstand und gehen Sie von dort aus.
Welches BMS verwendest du? Vielleicht kann es Ihnen sagen, aber es gibt einfach keine bequeme Verbindung dazu.
@insta, das steht nicht im Datenblatt der Batterie, sondern im Ladegerät (oder auf welchem ​​​​Level es konfiguriert ist, falls vorhanden).
@AliChen: nkon.nl/sk/k/ncr18650ga.pdf - die Grafiken zeigen eine 67-mA-Grenze beim Laden. Es befindet sich an verschiedenen Stellen im Datenblatt, aber das Batteriedatenblatt ist letztendlich der Ort, an dem diese Informationen für ein bestimmtes System herkommen sollten.
@insta: Das System ist noch nicht "gegeben" , OP versucht es zu entwerfen. Akku und Ladegerät sind zwei getrennte Einheiten. Wenn sie zusammen entwickelt werden und das Ladegerät zum Laden einer bestimmten Batterie konfiguriert wird, dann sollte der Abschaltstrom auf das eingestellt werden, was die bestimmte Zelle sagt. Bisher gibt es in diesem Thema schwerwiegende Missverständnisse darüber, was das Ladegerät tut und was der Schutz tut und wer das Ende des Ladevorgangs melden soll.

Antworten (2)

Das Laden wird normalerweise auf der Grundlage eines Ladeprofils und eines gewissen Abschlussstroms beendet. Wenn also die Ladespannung beispielsweise 4,35 V beträgt, wird die Zelle mit einem Strom geladen, der auf dem Entladezustand basiert. Wenn der Strom unter einen Schwellenwert fällt, wird das Laden beendet. Der Abschlussstrom und die Ladespannung sind in einem gegebenen Ladesystem oft programmierbar.

Hier ist ein Beispiel aus dem Einzelzellenladegerät bq25895 von TI:

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Kann es schaden, die volle Spannung als voll aufgeladen zu interpretieren und dann möglicherweise das Ladegerät zu trennen? Ist der allmähliche Abfall des Stroms notwendig, um die Batterielebensdauer aufrechtzuerhalten?
Der Abfall ist ungefähr die zweite Hälfte des Ladevorgangs. Es gibt auch keine "Vollspannung". Die „Vollspannung“ ist ein Parameter, der vom Batteriehersteller angegeben wird, um eine garantierte Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen und eine beworbene Kapazität zu erreichen. Sie kann zwischen 3,8 V und 4,2 V liegen und ist kein Kriterium für das Ende des Ladevorgangs.

Es gibt keinen "einfachen Weg", um Ihre Aufgabe zu erfüllen. Da Sie einen mehrzelligen Akku haben, muss die Ladung "ausgeglichen" sein, und jeder dauerhafte Ladevorgang muss dies berücksichtigen. Sie fragen im Wesentlichen, wie man eine "intelligente Batterie" herstellt. Wenn Sie jemals einen toten Notebook-Akku zerlegt haben, würden Sie einzelne Kabel zu Zellen mit mehreren Stromsensoren, Power Gates und einem dedizierten Mikroprozessor finden, um all dies zu steuern, mit einem Kommunikationskanal, um den Akkustatus an den Hauptverbraucher – das Notebook – zu melden. Dies ist ein spezieller Bereich der Industrie, und technische Lösungen werden der Öffentlichkeit nicht sehr nahe gebracht.

EDIT: Ok, ich habe Ihre anderen Fragen überprüft und sehe das Problem. Ihr Design scheint überhaupt kein Ladegerät zu haben. Das Schutzgerät „BMS“ führt keine ordnungsgemäße Ladeaufgabe aus.

Du überdenkst das Problem. Ich versuche nicht, etwas so Kompliziertes wie einen Laptop-Akku zu konstruieren, die Temperatur zu messen, Cololmbs zu zählen usw. Das BMS kümmert sich um den Ladungsausgleich der Zellen. Ich frage im Wesentlichen, wie festgestellt werden kann, wann das BMS die Batterie von der externen Versorgung trennt. Das muss sich messbar auf die Gesamtspannung der Schaltung auswirken. Ein mit dem Pluspol der Batterie verbundener ADC-Pin sollte nach Abschluss des Ladevorgangs niedriger anzeigen, da das BMS ihn von der höheren externen Versorgung getrennt hat?
@Cerin, wenn Ihr (nicht spezifiziertes) BMS die Aufgabe zum Laden und Ausgleichen übernimmt (was in Ihren Schaltplänen nicht angezeigt wird), aber den Status des Ladevorgangs nicht meldet, wählen Sie ein falsches BMS aus.
@Cerin, tatsächlich schaltet sich jedes Li-Ion-Batterieladegerät ab (trennt sich von der Quelle), wenn der Ladestrom unter 3% des Batterieladestroms fällt (oder was auch immer das Datenblatt für Ihr ausgewähltes BMS sagt). Sie müssen lediglich den Strom messen, nicht die Spannung. Wäre das auch ein Überdenken? :-)
Ein Strommesswiderstand ist eine gute Idee. Was Ihre Bearbeitung betrifft, ist das Anlegen einer Konstantspannungs-Konstantstromquelle an ein BMS eine gängige Methode zum Aufladen eines Lithium-Ionen-Akkus. Ich habe die Spannung und den Strom von mir gemessen und die Kurven bestätigt, die Sie von einem richtigen Ladegerät erwarten würden.
@Cerin: Sie haben also ein externes normales Li-Ion-kompatibles Ladegerät. Ich denke, jetzt müssen Sie nur noch wissen, wann Ihr Roboter abheben und die Ladestation verlassen kann, wenn er vollständig aufgeladen ist, oder? Warum sagst du es dann nicht einfach?
Ja, im Wesentlichen. Ich habe ein Li-Ion-Ladegerät und das BMS-Board verwendet , aber sie haben sich gegenseitig gestört, und ich habe später in anderen Foren erfahren, dass dies überflüssig ist, da die meisten BMS im Wesentlichen Li-Ion-Ladegeräte ohne Knochen sind.
So erkennen Sie den Abschluss des Lithium-Ionen-Ladevorgangs
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