¿Cómo cargar una batería LiFePO4?

Por lo que he visto, las baterías LiFePO4 parecen una de las mejores opciones de baterías para aplicaciones de robótica. Sin embargo, he visto a personas mencionar que no se puede usar un cargador para una batería diferente para cargarlas, pero no he visto por qué. Si tuviera que construir mi propia configuración para cargar baterías LiFePO4, ¿qué necesitaría hacer específicamente? ¿Qué tipo de voltajes o tasas de corriente necesita suministrar para cargarlos?

Más específicamente, estaba pensando en configurar un cargador solar para estas baterías. ¿Hay alguna razón inmediata por la que esta sea una mala solución? Por ejemplo, ¿la batería necesita cargarse con una corriente superior a cierta cantidad para que funcione correctamente?

Si eres lo suficientemente ambicioso como para proporcionar un ejemplo junto con tu explicación, estoy pensando específicamente en tener 4 de estas baterías con 2 pares de 2 en serie en paralelo.

battery

— Golmschenk
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Respuestas:

Esta es una de esas preguntas en las que si tiene que preguntar, no debería hacerlo. Hay tableros de monitoreo de carga disponibles para estas baterías, y por razones de seguridad, debería usarlas. Todavía puede usar un cargador solar o algún otro método, pero la salida de esa fuente de alimentación debe alimentar un circuito de carga que fue construido específicamente para baterías LiFePO ₄ .

No buscas tanto un cargador de batería como un "administrador de batería". Necesitas algo que lo haga

evitar la descarga excesiva (corriente y voltaje)
evitar sobrecarga (tanto corriente como voltaje)
detectar temperatura elevada (que indica algún tipo de falla)
en realidad cargar la batería

Los cargadores de LiFePO ₄ listos para usar logran la carga en 3 etapas:

Suministre corriente constante (la cantidad correcta es específica para el modelo de batería) hasta que el voltaje de la celda alcance su máximo
Suministre voltaje constante hasta que la corriente de carga alcance un mínimo, generalmente relacionado con la corriente de carga inicial.
Mantenga la carga bajando un poco el voltaje y haciendo otros ajustes (no estoy completamente claro en esta parte)

Esto es más un proyecto de EE puro que un proyecto de robótica, por lo que si está empeñado en construir esto, entonces debe consultar un recurso más centrado en la electrónica.

— Ian
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Planeo investigarlo a fondo antes de intentar algo. Hacer preguntas es la única forma de llegar al punto en que no tengo que preguntar. ¿Qué hacen específicamente estas placas de monitoreo de carga y por qué?

— golmschenk

Ese es un punto justo, incluí algunos detalles en mi respuesta.

— Ian

No creo que haya algún tipo de "administrador de batería" para las baterías LiFePO4 que sea un chip pequeño o algo que se pueda montar en un robot pequeño sin ocupar mucho espacio. ¿Y podría tomar como fuente de alimentación un pequeño panel solar?

— golmschenk

en el punto # 3, pueden estar refiriéndose a cómo los cargadores pueden (y deberían) cargar solo el 95% de la capacidad para uso general, el 50% para almacenamiento y el 100% solo para competencia. Las baterías durarán mucho más de esta manera (número de cargas antes de que el desequilibrio se convierta en un problema).

— Clavado3

En cuanto al tamaño, el chip "administrador de batería" no es el problema (puede obtenerlos en unos pocos mm ^ 2). El problema son los componentes de la ruta de alimentación. Los interruptores, el almacenamiento de energía y los elementos de transferencia (transistores, inductores, interconexión, etc.) deberán ser lo suficientemente grandes como para manejar la corriente. Si desea soportar la carga más rápido que decenas de miliamperios, se acercará rápidamente a decenas de mm ^ 2 de área de placa.

— DrFriedParts

Además de la publicación de @ Ian, un par de comentarios importantes:

Su Sistema de administración de batería (BMS) (¡no solo un simple cargador!) Necesita monitorear la condición de cada celda individual, no el conjunto en su conjunto; esto se aplica durante la fase de descarga, así como durante la carga.

Y el equilibrio celular (mantener todas las células en un nivel amplio) es probablemente más relevante que el simple monitoreo de carga / descarga.

Los requisitos de no divulgación del trabajo diario limitan una respuesta larga, pero estamos desarrollando un BMS utilizando el dispositivo TI BQ76PL536A para monitorear cada celda.

Pero no es una aplicación trivial.

— Andrew
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