Rocky_AL's elcykelprojekt [updaterad 30 nov]

[Rocky_AL]

Det borde stå matning istället för trafo, varje laddningskrets behöver egen matning. Tänkte fel när jag skrev.
Hur som helst så verkar den där lösningen bra. En sak jag inte förstår är hur man vet när laddningen är färdig. Man laddar alltså med 1C ström tills någon cell når 4.2V, då byter man till en lägre ström som bypass-resistorerna klarar. I den där kopplingen slås alltså optokopplaren om då cellen når maxspänning. Optokplaren i sin tur får en mosfet att leda om strömmen genom resistorn istället. Detta gör att optokopplaren slås av och sedan börjar allt om igen.
Men hur vet man att cellen är full och hur vet man att en cell inte får för högre spänning över sig än de övriga i serien?

[bearing]

Varje cell har en krets som känner av ifall spänningen är för låg eller för hög. Om spänningen är för hög kopplas urladdningsresistorn samt optokopplaren in. Så fort någon optokopplare slår till stängs laddningen av med en FET. När spänningen sjunkit under gränsen sätts laddningen igång igen. Eftersom att detta sker fort blir laddströmmen pulsbreddsmodulerad till samma ström som går genom resistorerna. Till slut, när alla celler hamnat på samma spänning, kommer alla optokopplare leda samtidigt. Detta får en vippa att slå om och stänga av FET:en helt (tills laddspänningen kopplas ut/in igen).


Jag har för mig att schemat som finns i första posten uppdaterades senare i tråden. De säljer ett PCB. Där finns pdf med schema.

[Rocky_AL]

Ahhh. nu förstår jag hur kretsen den fungerar (tror jag )
Om jag har förstått det här så betyder detta att laddaren slutar ladda när alla celler når sin maximala spänning dvs när batteriet bara är 70% fullt.

Säg att en cell har kommit upp till 4.2V. Denna cell stänger då av laddningsströmmen tills den har laddat ur sig själv till en nivå precis under 4.2V, då kopplas laddningen in igen. Som du säger så kommer strömmen in i cellen bli lika stor som strömmen ur cellen. Övriga celler kommer fortsätta laddas eftersom de aldrig kopplar in sin resistor. Sen när alla celler är uppe i 4.2V så slår alla på sin optokopplare och laddningen tas bort helt.

Det här kopplingsschemat slutar med andra ord att ladda en cell då den har uppnått sin maximala spänning. En LiPo cell anses vara ca 70% full då den har uppnått 4.2V. Sedan måste man fortsätta ladda med konstant spänning tills strömmen går under 0.1C. Då är cellen 100% full.

Eller är jag ute och cyklar nu?

[bearing]

Jag vet inte. Är du säker på den där 70%-siffran?

När jag laddat har strömmen sjunkit från full till nästan noll i princip direkt när spänningen nått 4.2V. Jag tror att det bara är den interna resistansen som gör att man måste ha konstant spänning på slutet. De här batterierna har ju så låg inre resistans att spänningsfallet vid 1C bara är 25 mV. Fast jag vet som sagt inte. Det kan ju vara kemi inblandat.

[Rocky_AL]

Själv är jag inte säker på något. Men jag läste på wikipedia:
"The charge should not be terminated on reaching a cell voltage of 4.2 V because the capacity reached at that point is only 70% of full capacity; charging at the reducing current necessary to hold the cell voltage at or very near 4.2 V must be continued until the charge current drops to 10% of the initial charge rate."

(hela artikeln finns här)

Skulle gärna slippa sista biten, men om det är som det står på wikipedia så är det lite väl dålig laddning.

[bearing]

Verkar bero mycket på temperaturen.


Då verkar inte den här laddaren vara så bra alltså, om nu inte spänningsfallet av motstånden på något sätt gör att sista fasen är konstant spänning.

[xraid]

denna tråd intereserar mig mycket . det är inte bara ladda bly . utan volt mät var cell . sen cell balansera med dom modernare batterie teknologierna . leder till smarta batterier . alltså inte bara batterier utan massa kring elektronic samt displayer för detta . smarta batterie paketeringar kommer explodera . inom både större battbankar samt i mindre i bilar / cycklar bankar . ser även behov av att kunna ha smidigare koll på PAN (Personal Area Network/ bluethooth etc...) batt nivåerna ...

såg i nån tidig schematic super-kondingar nämnas ? . kan du utveckla där ...

[Rocky_AL]

Om de 9 första cellerna är fulla så stänger laddaren av direkt när den sista når 4.2V. Så den sista cellen kan omöjligt laddas med konstant spänning.
Men det borde gå att modifiera schemat så den laddar med konstant spänning när alla celler har nått upp till 4.2V istället för att stänga av. Alternativt när denna krets är färdig kopplas en helt annan in som laddar med konstant spänning.

[xraid]

m . först mäta volt på var cell . sen muxa ladd till cell . ladda ur om övervolt . ladda in om undervolt . stäng av system om ej laddare tillgänglig vid undervolt eller temperatur når övernivå . här så stänger alla kretsar jag set hitintills av hela systemet istället för att fortsätta fungera utan den felmedelande cell'en ...

[Rocky_AL]

Läste detta i databladet till laddaren:

"When the oscillation starts, after at least one channel’s opto trips, both the red and green portions will appear to be on. At the start of this oscillation, the color will appear to be sort of a reddish-orange hue. This is because the duty cycle of the oscillation is such that the FET is on more than it is off. As the cells become full, the voltage will tend to stay up above the opto trip point longer, so the green portion of the LED will be on more than the red."

Det verkar som att så fort en cell når 4.2V så kommer duty vara sådan att cellen laddas ur en kort stund och laddas en lång stund.
När cellen har varit 4.2V en längre stund så är duty sådan att cellen laddas ur en längre stund och laddas en kort stund, så den kanske laddar med konstant spänning på något sätt.
Men det känns inte helt rätt ändå, den sista cellen blir ju som jag sa tidigare minst laddad eftersom kretsen bryter samma tidpunkt som den når 4.2V

[xraid]

LI ++ xx batts = CC/CV verkar vara att styra med constant current upp till 4.17V/cell for LiPo och Li-Ion, 3.57V/cell sen switcha på en constant volt ... det ser vidare ut som att batt tillverkaren skall bidra med värderna ... så vi har en djungel här ...

[bearing]

Rocky, jag var på din sida ett tag, men nu börjar jag ändra mig. Huruvida sista cellen får konstant spänning beror på när optokopplaren slår till. Jag tror inte den slår till direkt vid 4.2V.

Låt oss titta på den sista cellen att nå 4.2V. Vid 4.2V kommer strömmen genom balanseringsmotståndet långsamt börja öka. Först när spänningen över motståndet är tillräckligt för att slå till optokopplaren kommer laddaren stängas av. Om strömmen genom motståndet då är samma som laddströmmen betyder ju det att strömmen genom cellen blivit noll, alltså att spänningen hållts konstant tillräckligt länge.

[Rocky_AL]

Är inte helt säker på det här. I serie med effektresistorn så sitter det en transistor. Denna transistor har basen kopplad till en referensdiod. Denna diod börjar ju led väldigt plötsligt och när den väl gör det så kopplas resistorn in helt. Optokopplaren som sitter parallellt med effektresistorn börjar då också leda direkt. Det här börjar bli väldigt invecklat. Det skulle ju vara ett el-cykelprojekt.

[xraid]

Just denna del är ett BMS (BattManagerieSystem) av e - bike proj . väl värd all sin tid ...

[Rocky_AL]

Bearing, Jag lyckades faktiskt hitta en modifikation av schemat du länkade till. Den är designad för LiPo celler och personen som designade den säger precis samma sak som du angående sista biten av laddningen. Strömmen ökar gradvis genom shunt/optokopplaren och när cellen är full så leder shunten tillräkligt för att optokopplaren ska slå till och stänga av matningen. Jag får lita på att det funkar.
Schemat/tråden finns här.

En sak jag verkligen inte kan förstå däremot är valet av referensspänningen. En lm431 används och enligt databladet till den så börjar zenerdioden leda vid 2.5*(1+R1/R2). I schemat är R1 = 120K, R2 = 549K. Detta ger 2.5*(1+120/549) = ca 3.05V. Det måste väl vara en miss eller? R1 borde väl väljas som typ 360K vilket ger ca 4.14V. Men jag har ju haft fel förr.