Алгоритм правильной зарядки для батареи из LiFePo4 элементов

[vintik.]

[user]tmiaer[/user], даташита у меня нет, и не факт что он совпадет с действительностью. Но вы навели меня на хорошую идею, записать Imaxом график заряда/разряда батареи, а от него строить алгоритм.
Спасибо.
Батарея от ноутбука стоит 30$ и работает 3 года. 500/30= 16 раз можно выбросить за эти деньги.

[илс]

  Эта фраза меня убила. Если Вы не знаете сами, кому доверять балансировку, как я смогу объяснить это жене, и 7 летнему подростку?
  Я бы не дёргался, и ездил как все, на обычной, не балансирующей BMS, но мой профессиональный опыт подсказывает, что вначале я получу это
Теперь Вы понимаете, за что на меня обиделись на Автосам?

Дык в моих рекомендациях содержатся все необходимые инструкции для эксплуатации ЛЖФ.
Ребенку и жене ничего не надо объяснять, воткнули зарядник в розетку и пошли заниматься своими делами. Далеко уходить не следует, т.к. ...если вдруг пойдет дым, надо не только обесточить батарею, но и задуматься о вариантах ее тушения. 
А как вы хотели? Даже свинцовые батареи могут бахать водородом и выжечь глаза кислотой, при взрыве.
Крайне маловероятно, но...меры безопасности (для любых ХИТ) пишут подробно и не самым мелким шрифтом. 

Зарядными токами, в зависимости от степени зарядки, можно играться, но проще так распланировать поездки, чтобы все заряжалось, неспеша.
А мощные балансиры, тоже можно поставить. Греть лифер конвекцией, чтобы он помер быстрее. 
КМК,  проще (и эффективнее) контролировать разбег по ячейкам и усиливать их, корректно. 

При контроле разбега и соблюдения стандартных мер безопасности, включая те, о которых написал коллега [user]dimademch2012[/user], выше,
ничего никогда не загорится и срок службы будет стремится к максимальному. 

[dimademch2012]

- зарядка типа СС\СV нужна чтоб не превысить пороговые значения напряжения\тока, записанные в даташите.  Соответсвенно, не нагреть ячейку выше допустимого. Но по сути даже лишь режим СV но с максимальным током в 2-3А относительно 10-15Ач аккумулятора не принесет ему вреда, но не зарядит быстро.  "Как зарядить очень быстро+правильно" примерно соответсвуют автомобильному "как форсировать до 150л.с.\л и ездить долго и счастливо"  Можно вроде и 1С заряжать, но по-любому будет и нагрев и разбаланс. Тут либо трусы либо крестик.

Поэтому, при отсутствии или плохой балансировке после N числа циклов мы получаем одну перезаряженную ячейку, другую полностью разряженную. Та что перезаряжена вздуется, та, что разряжена потеряет емкость. Через сколько циклов это произойдёт, зависит от многих факторов.

вот опять неверное утверждение , типа

3.33 =99%

ведет к неправильным действиям.
- допустим без балансировки через N циклов у нас одна(несколько) ячейка имеет 2.7-3В, иные 3.4(заряженные до 3.65, но после отключки уже скоро 3.4). БМС под нагрузкой отключает батарею.Откуда возьмутся переразряд\перезаряд, если все в пределах даташита?
т.е. все упирается что плохая БМС не может остледить верхний\нижний пороги? Значит, надо проверенная прораммируемая БМС.

[BattleCruiser]

Помогите пожалуйста понять/разработать алгоритм правильной зарядки для батареи из LiFePo4 элементов.
Вопрос номер 1
Для быстрой зарядки на блоке питания достаточно установить ограничение напряжения в 40В и желаемое ограничение тока (до 1С)?

Известные мне промышленные контролеры LiFePo4 включают балансировку при напряжении на ячейке близком к 3.6В и током 60мА. И вот тут возникает самый интересный вопрос,
Вопрос номер 2.
Как правильно должен работать блок питания, чтоб быстро и качественно сбалансировать ячейки?
Вопрос номер 3.
Как Вы считаете:
1. Какое время должна занимать балансировка элементов?
2. Нужно её проводить как профилактическое мероприятие, или ждать заметной потери емкости, начала проблем/конец батареи.
3. Если это профилактическое мероприятие, через сколько циклов проводить. Нужно ли устанавливать счетчик и сигнализатор, как в автомобиле "oil service".
4. Если это не профилактика, каков критерий дисбаланса? Как определить его по емкости или по напряжению?
Заранее спасибо за ответы по теме.

Лиферную батарейку я сделал сам, поставил на нее самую дешевую БМС, но она меня не совсем устраивает:) Так что думаю, что ваши вопросы мне понятны. Попробую ответить.
1. Да, достаточно 40В и нужный ток заряда. Но 40В - это напряжение после снятия нагрузки, т.е. и тут получается или режим СС/СV или режим СС до напряжения (40В+падение напряжение из-за внутреннего сопротивления на токе заряда).
2. Если бы я делал свою БМС, то я бы делал так:
а)  режим СС до 40В (40В - после снятия нагрузки, т.е. реальное значение корректируется в зависимости от внутреннего сопротивления); в этот момент батарея заряжена на 90+%, т.е. ее уже вполне можно использовать.
б) потом подавал бы по 50мА на каждую ячейку (если балансиры могут стравить 60мА).
в) после того, как каждая ячейка зарядится до 3.6В, зарядка отключается.
40В выбрано не случайно, после 40В рост напряжения более быстрый, заряд уже почти полный, так что и током 50мА большинство батареек зарядятся за ночь.
3. Если есть БМС - то балансировать проще при каждой зарядке. Током 50мА это может занимать несколько часов. Если батарейка нужна раньше - то и проблемы нет, она после фазы СС заряжена на 90+%.

[vintik.]

[user]BattleCruiser[/user],  Спасибо, значит я на верном пути!
Добавлено 17 Янв. 2018 в 17:30
[user]dimademch2012[/user],  При Ваше алгоритме работы BMS проблемы обнаружатся только при критической потере емкости, а я хочу их предупредить.
Какую BMS можете предложить, и как её правильно запрограммировать?

[BattleCruiser]

[user]BattleCruiser[/user],  Спасибо, значит я на верном пути!

Да, путь вполне верный:) А еще граница 40В позволяет не сильно перезарядить одну убежавшую ячейку (3.3*11+3.7=40), т.е. до этого момента вообще не обязательно измерять напряжения на всех ячейках.

[mr.Dream]

До 40В батарею 12s зарядать нельзя, так как не удастся ее отбалансировать при напряжении 3,333 на элемент. Нужно хотя бы 3,45, а желательно и все 3,60. Максимальное напряжение у лифера 3,85, которое ему не навредит, если пару раз зарядить до этого уровня.

[BattleCruiser]

До 40В батарею 12s зарядать нельзя, так как не удастся ее отбалансировать при напряжении 3,333 на элемент. Нужно хотя бы 3,45, а желательно и все 3,60. Максимальное напряжение у лифера 3,85, которое ему не навредит, если пару раз зарядить до этого уровня.

mr.Dream, заряд до 40В вообще идет без балансировки. Не нужно пытаться ее балансировать на напряжении ниже 3.4В на ячейку.

[vintik.]

 Доделал остальные прототипы, и получил зарядку Delta. Спасибо Александру из Миргорода за разъемы! https://www.olx.ua/obyavlenie/blok-pitaniya-delta-IDosuyk.html#b537d9aaf5
Нарисовал характеристику одной секции, сейчас рисую другие, потом сравню. Порог полной зарядки действительно чуть выше 3.4В но пока точно не скажу, нужно больше замеров.
Завтра планирую проверить три секции последовательно.

[tmiaer]

Да, путь вполне верный:) А еще граница 40В позволяет не сильно перезарядить одну убежавшую ячейку (3.3*11+3.7=40), т.е. до этого момента вообще не обязательно измерять напряжения на всех ячейках.

Неверный подход. 3.25*11+4.25 тоже равно 40.

[vintik.]

 Несколько циклов заряда и разряда привели к неожиданным результатам.
1. Между 2В и 3В на элементе находится 12% заряда батареи.
2. Между 3.4 и 3.5В на элементе 8% заряда.
3. Между 3.5В и 3.6В менее 1% заряда, но именно здесь, в этом диапазоне, начинается жесткий расколбас по напряжению ячеек.
Исследовал внимательно работу покупной BMS HX-4S-F100A.    Не могу подобрать слова, как это назвать. Балансировки как таковой не происходит, просто периодически вырубается ток зарядки, при этом напряжение ячейки успевает подскочить до 3.76В, за счет задержки времени отключения. Разобрал, радиатор на мосфеты приклеен термопастой, со стороны маркировки, то есть к пластмассе.  На бытовом уровне, это как гладить брюки ручкой утюга, держа его за подошву.
Какие можно сделать выводы:
1. Можно безопасно эксплуатировать батарею в диапазоне от 3В до 3.4В без балансиров, BMS, ПМС, и прочего оборудования, но это -20% заряда и каждые 20 циклов ручная балансировка.
2. Можно аккуратно, малым током (до 2А) поднимать напряжение до 3.5В без балансировки.
3. От 3.5 до 3.6В только током <= току балансира.
4. Зарядка для LiFePo4 элементов должна быть трёхступенчатая.
5. Как быть с диапазоном 2-3В остается пока непонятно.

[rzaviy]

[user]vintik.[/user], Я когда изучал свой лифер,то тоже наблюдал за работой БМС,так у меня выше 3,5 не поднималось.

[vintik.]

 Странно, балансировка начинается на 3.58- 3.6В.

[илс]

Несколько циклов заряда и разряда привели к неожиданным результатам.
/// Какие можно сделать выводы:
1. Можно безопасно эксплуатировать батарею в диапазоне от 3В до 3.4В без балансиров, BMS, ПМС, и прочего оборудования, но это -20% заряда и каждые 20 циклов ручная балансировка.
2. Можно аккуратно, малым током (до 2А) поднимать напряжение до 3.5В без балансировки.
3. От 3.5 до 3.6В только током <= току балансира.
4. Зарядка для LiFePo4 элементов должна быть трёхступенчатая.
5. Как быть с диапазоном 2-3В остается пока непонятно.

"о сколько нам открытий чудных ...." 
наблюдения у вас правильные, а выводы - странные.
Запомните, китайские БМС, особенно для ЛЖФ - это шедевр технической мысли, ничего и никогда лучше, вам не придумать и не изобрести.
Продолжайте наблюдения, ....обязательно с подключенной БМС. Тогда шансов загубить батарею из дорогого лития, практически, не останется. 

[rzaviy]

Странно, балансировка начинается на 3.58- 3.6В.

Наверно или у меня или у вас странная БМС

Может батарейки в мультиметре пора менять?

[yuri]

Поставил бы автор БМС и не морочил бы голову ни себе ни людям, а для ручной балансировки существует неразбегающийся лион и липо.

[илс]

Наверно или у меня или у вас странная БМС

Может батарейки в мультиметре пора менять?

Чем вам не нравится указанные пороги?
Это даташитные значения, закачивайте уже кошмарить новичков. 
ЛЖФ резко снижает импеданс на полном заряде, именно на 3,6В его надо коптить, ниже - нецелесообразно. 

====
Не забываем, что ЛЖФ и так имеет убогую энергоемкость.
Если зауживать пороги, проще на свинце ездить и не тратится.....

[rzaviy]

[user]илс[/user], А смысл их коптить на 3,6  ,если они  потом сами  просядут до 3,4-3,45  ?

потом пару перегазовок и устаканиваются на  3,3,это даже не 100 метров пути.