Parece estándar que un cargador de iones de litio corte la tensión aplicada cuando el consumo de corriente en modo CV desciende por debajo de 0.1C (o aproximadamente). ¿Por qué es esto necesario? ¿Por qué el cargador no puede continuar aplicando 4.2V por tiempo indefinido?
Aplicar 4.2V indefinidamente a una celda de LiIon lo dañará o destruirá.
En el peor de los casos, el litio metálico puede "saturarse" y puede ocurrir el modo de falla clásico de "ventilación con llama".
Una celda de LiIon se somete a tensión mecánica mediante ciclos de carga / descarga debido al transporte de iones de litio dentro y fuera de la estructura celular. [Las células LiFePO4 casi eliminan este efecto al proporcionar una "jaula" olivina mecánica en la que los iones Li están "intercalados".
Una mirada a la curva de carga / voltaje para una celda de LiIon de carga muestra que, hacia el final de la carga, el voltaje aumenta a una velocidad cada vez mayor que la tasa de absorción de carga. Esto refleja un proceso de carga cada vez más ineficiente ya que las últimas áreas disponibles se utilizan para "almacenar" el litio iónico.
Al momento en que Ich en el modo CV ha bajado al 10% de Imax, la celda está casi completamente cargada a su capacidad: el modo "guerrero de carretera", donde se almacena la máxima energía posible a expensas de la vida útil. La carga de las celdas termina a 0.1 x Icv tendrá un ciclo de vida corto. Terminando a 0.5 x Icv todavía se logra > El 90% de la capacidad máxima y la detención a 0.25 x Icv es probablemente preferible a 0.1 x Icv en la mayoría de los casos.
El diseño correcto de los circuitos de carga facilita la detección de corriente dentro y fuera de la batería, mientras que la carga varía de 0 a 100%. La batería y los circuitos de carga se alimentan desde el punto de entrada del cargador al igual que la carga. La corriente de carga puede afectar la cantidad de corriente disponible para la carga (dependiendo de la capacidad del cargador), pero la corriente de la batería se monitorea independientemente de la dirección o la magnitud.
Al cargar varias celdas en serie, un BMS moderno monitorea los voltajes de TODAS las celdas individualmente. Cuando una o más celdas de una cadena alcanzan su estado final de carga por delante de otras, los circuitos de equilibrado "desvían" la corriente alrededor de la celda para que la celda se separe efectivamente de la cadena de carga.
Todas las celdas de iones de litio continuarán aumentando el voltaje hasta que se corte la corriente de carga. Entonces, a menos que tenga una celda dañada, el voltaje de la celda pasará a 4.2 y puede llegar a 4,5 o 4,6 V. Por lo tanto, es posible que con un suministro de CV ideal, manténgalo a 4,2 V y deje que la celda se corte naturalmente. La corriente a medida que su voltaje aumenta. Una celda que reciba más de 4.2 V se dañará incrementalmente.
El problema surge cuando el suministro de CV no es perfecto. Es decir. a medida que disminuye la corriente, su voltaje aumentará y excederá de 4.2 V. O un mal funcionamiento del cargador hará que suministre 4.6 V en lugar de 4.2 V, a corrientes muy bajas. Por lo tanto, los cargadores de iones de litio con el fin de dar cuenta de un mal funcionamiento del suministro, querrían cortar la corriente en algún momento. Algunos cargadores tienen un temporizador y todos cortarán la corriente si cae por debajo de un umbral (0.1C o incluso más bajo).
Luego está el problema de las células dañadas que se niegan a superar los 4,2 V. En este caso, debería haber un temporizador o un detector de corriente.
También tenga en cuenta que las placas de protección del equilibrador generalmente se cortan por encima de 4,2 V. En una configuración en serie, la placa de protección del equilibrador se cortará cuando cualquiera de las celdas exceda el voltaje de corte. Dadas las tolerancias, puede llegar a 4,35 V y esto puede dañar la celda. Es por eso que no debe confiar en la protección del equilibrador para mantener el voltaje de la celda por debajo de 4.2. En una conexión de la serie nS, recomiendo que el cargador se corte a n * 4.2 V, y no confíe en la protección del balanceador para activarlo. Tenga en cuenta que no todos los balanceadores tienen circuitos de protección y, por lo tanto, no pueden cortar la corriente. También tenga en cuenta que los balanceadores desvían la celda con solo una corriente menor, tan poco como 50 mA. Por lo tanto, en la carga de alto C, el equilibrio puede no ocurrir si las celdas en serie son significativamente diferentes. También creo que después del corte, ya sea por el cargador o el equilibrador, el equilibrio continuará hasta que cada celda individual caiga por debajo del voltaje de equilibrio (que podría ser tan alto como 4,35 V).
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