¿LiFePO4 en paralelo con el controlador de carga solar?

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Decidí reemplazar mi banco de baterías de plomo ácido con LiFePO4.

Estoy usando el banco de baterías en una autocaravana, donde el SoC suele estar en un 30-50% por día, lo cual es inaceptable para el ácido de plomo, solo uno de los muchos problemas con el ácido de plomo.

Voy a construir mi propio BMS. Contar, conectar / desconectar la carga del alternador / MPPT, monitorear los voltajes de las celdas, equilibrar el fondo, etc.

Una vez que la batería está completamente cargada, me gustaría extraer toda la energía del controlador de carga solar, mientras que la batería está en paralelo, de modo que cuando la energía solar es insuficiente, el resto se extrae de la batería.

Pero tampoco quiero aplicar un voltaje de "flotación" a la batería. He considerado montar un diodo que se puede omitir con MOSFET cuando se está cargando.

¿Pero hay una mejor manera?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta user95482301

1 respuesta

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Lo siguiente depende en parte de las características específicas de la plataforma y debe verificarse con las especificaciones del fabricante o mediante pruebas.

Es probable que el LiFePO4 pueda flotar de manera segura a un nivel superior al que se muestra pero un poco por debajo del Vchgmax normal, por lo que Ichg es cero. LiFePO4 tiene una tensión de terminal de carga de aproximadamente 3,6 V entonces 4 celdas = 14.4V = por encima de la salida de 13.5V MPPT que se muestra. 13.5 V / 4 = ~ 3.4 V / celda, que se encuentra aproximadamente a los 3.2 V, es probable que tenga una carga ligera completamente cargada.

Tendrá que ver lo que dice el fabricante PERO
1. 13.5V es probablemente un voltaje de flotación seguro una vez cargado
2. 13.5V no es suficiente para una carga completa.
Teniendo en cuenta lo anterior, si puede cambiar el voltaje del MPPT bajo el control del programa, probablemente pueda hacer la carga CCCV al punto final deseado, luego flotar a aproximadamente 13.5 V con o sin carga conectada.

El LiFePO4 Vout real sin ningún PV depende de la batería, el SOC y la carga, pero por lo general se encuentra en el rango de 3.0-3.3V / celda (3.3V solo al principio). Puede ir más bajo, pero generalmente la capacidad restante es mínima (excepto en cargas muy altas).

Si bien LiFePO4 SOC se puede tomar de manera muy baja de manera segura (0% según algunos), observo que las garantías de larga duración que se ofrecen aquí dependen de SOC, nunca por debajo de niveles MUCHO más altos y NUNCA por debajo del 20%.

Extra: puede cargar LiFePO4 en modo solo CC con un disparo Vmax de aproximadamente 4.0-4.1V / celda. TI hace esto en algunos de sus circuitos integrados.
Si se carga a CC, Vbat aumenta mucho como se espera a aproximadamente 3,6 V por celda, luego aumenta mucho más rápido a Vmax. SOC va de 9x% a 100% en este último rango de voltaje. He observado esta acción, pero no tengo buenos datos para el SOC relativo en este rango, pero si toma Coulomb y mantiene Vmax debajo, digamos 4.0 a 4.1V / celda, entonces "debería estar bien" (YMMV). (La eficiencia de Coulombic de LiFePO4 (y LiIon) es > 99%).
Lo ideal sería que estuvieras monitoreando el voltaje por celda si haces esto, ya que mencionas que pretendías hacerlo.

Probablemente pueda alcanzar el equilibrio superior bastante bien debido a la característica anterior de LiFePO4. Debido a la baja capacidad en el rango de 3.65 V - 4.0 V, puede mantener fácilmente celdas que alcanzan, por ejemplo, 4.0 V a ese voltaje, desviando la corriente de carga, mientras que las otras se ponen al día.

    
respondido por el Russell McMahon

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