Разработка схемы зарядного устройства 4 банок LiFePo4. Опции

[maxics]

Необходимо разработать схему зарядного устройства 4 банок LiFePo4. Устройство должно включать:
1) Активную балансировку каждой банки.
2) Схему защиты от малого напряжения/перенапряжения.
3) Регулирование тока заряда в зависимости от температуры банок.
4) Возможность восстановления заряда каждой из банок после глубокого разряда.
5) Защиту от КЗ.
6) Индикатор уровня заряда.
7) Индикатор деградации аккумулятора, либо одной из банок.
8) Возможность выбора макс. тока заряда в зависимости от используемых аккумуляторов. Возможна установка двух типов на 10 Ah и 5 Ah с разными рекомендованными токами заряда.
Входное напряжение 24 В.
Предложения по срокам и цене работы в личку.

Сообщение отредактировал maxics - Apr 18 2018, 12:47

[oldparrot]

Нужно разработать какой вариант?
1. Э3+ПЗ3.
2. Э3+ПЗ3+трассировка платы.
3. Э3+ПЗ3+трассировка платы+изготовленный образец.

[Егоров]

Город ваш? Можно в личку.

[maxics]

Нужно разработать какой вариант?
1. Э3+ПЗ3.
2. Э3+ПЗ3+трассировка платы.
3. Э3+ПЗ3+трассировка платы+изготовленный образец.

Необходимо разработать схему (желательно в Altium), разводка платы своими силами, т.к. помимо ЗУ на плате будем устанавливать еще ряд компонентов. После изготовления образца,мы передаем исполнителю для дальнейшего тестирования и прошивки контроллера для управления BMS.
г. Москва. Готовы работать с регионами.

[Егоров]

Необходимо разработать схему зарядного устройства 4 банок LiFePo4. Устройство должно включать:
2) Схему защиты от малого напряжения/перенапряжения.
3) Регулирование тока заряда в зависимости от температуры банок.
4) Возможность восстановления заряда каждой из банок после глубокого разряда.
6) Индикатор уровня заряда.
7) Индикатор деградации аккумулятора, либо одной из банок.
8) Возможность выбора макс. тока заряда в зависимости от используемых аккумуляторов. Возможна установка двух типов на 10 Ah и 5 Ah с разными рекомендованными токами заряда.
Входное напряжение 24 В.
Предложения по срокам и цене работы в личку.

Что понимается под "защитой от малого напряжения"?
Датчик температуры в банках есть? Какой у него выход?
Как вы мыслите "восстановление после глубокого разряда"? Не разряжайте глубоко! Разряд это вообще не функция зарядного устройства.
Индикатор уровня - ступенчатый 3-4 светодиода, ну пусть линейка из 8шт или цветной дисплей 17 дюймов?
Что такое "деградация одной из банок"? Критерий этого события каков?
Так а каков все-таки максимальный зарядный ток? 10 ампер? Ведь сама по себе емкость батареи зарядному устройству безразлична.
Входного 24 вольта не бывает. Бывает 24 +- ??

[maxics]

Что понимается под "защитой от малого напряжения"?
Датчик температуры в банках есть? Какой у него выход?
Как вы мыслите "восстановление после глубокого разряда"? Не разряжайте глубоко! Разряд это вообще не функция зарядного устройства.
Индикатор уровня - ступенчатый 3-4 светодиода, ну пусть линейка из 8шт или цветной дисплей 17 дюймов?
Что такое "деградация одной из банок"? Критерий этого события каков?
Так а каков все-таки максимальный зарядный ток? 10 ампер? Ведь сама по себе емкость батареи зарядному устройству безразлична.
Входного 24 вольта не бывает. Бывает 24 +- ??

Датчика температуры в банках нет. Нужно предусмотреть датчик температуры.
Предположим, что устройство пролежало год и саморазряд одной из банок "ушёл" в ноль. Для вывода из этого состояния аккум необходимо заряжать малым током. Необходимо реализовать такой режим работы.
Индикатор уровня - пусть линейка из 8шт.
"деградация одной из банок" - систематический неполный заряд одной из банок, который впоследствии может привезти к выходу из строя аккум.
Зарядный ток - ограничимся 4 А.
Uвх+=24В

[one_eight_seven]

ТЗ и ПМИ отсутствуют? Их надо разрабатывать?

[Plain]

Устройство должно включать ... защиты от малого напряжения

Если речь не о блокировке включения заряда, а о разряде, то это уже никакое не зарядное устройство, а полноценный контроллер батареи.

"деградация одной из банок" - систематический неполный заряд одной из банок

Это невозможно, потому что ёмкость банок всегда разная, но конечное напряжение заряда на них всегда одинаковое, потому что:

Устройство должно включать ... Активную балансировку каждой банки

Устройство должно включать ... Защиту от КЗ

Любое вменяемое зарядное устройство защищено от КЗ законами природы, потому что является источником тока:

Зарядный ток - ограничимся 4 А

Если же речь о некоем неозвученном предельном токе нагрузки батареи, то тогда это снова никакое не зарядное устройство, а полноценный контроллер батареи.

[Егоров]

Датчика температуры в банках нет. Нужно предусмотреть датчик температуры.
Предположим, что устройство пролежало год и саморазряд одной из банок "ушёл" в ноль. Для вывода из этого состояния аккум необходимо заряжать малым током. Необходимо реализовать такой режим работы.

"деградация одной из банок" - систематический неполный заряд одной из банок, который впоследствии может привезти к выходу из строя аккум.
Зарядный ток - ограничимся 4 А.
Uвх+=24В

Так это "пойди туда не знаю куда" в отношении температуры. Ну, выберем терморезистор, например. Что, это устройство должно его само вставлять меж банок или как? Какую температуру нужно поддерживать? Сколько датчиков температуры - один или на каждой банке? Или вы просто что-то слышали о контроле температуры, но реальную необходимость пока не выяснили? От зарядного тока в 4А емкостью 10 Ач аккумулятор не расплавится, это точно.
"Для вывода из этого состояния" - как зарядное устройство узнает, что банка дошла до такого состояния? Это что, перед зарядом надо еще АЦП на каждую банку и формуляр деградации на 100 МБайт в памяти процессора?
Это требование нужно убирать.
"Систематический неполный заряд" исключен, есть же балансировщик.
Вообще-то если схема грамотно построена, то саморазряда одной банки быть не может. Балансировщик не даст этого сделать.
Все-таки 24 вольта не бывает. Бывает диапазон входных напряжений.
Мне задача пока кажется сводимой к очень неплохому решению.

[maxics]

Так это "пойди туда не знаю куда" в отношении температуры. Ну, выберем терморезистор, например. Что, это устройство должно его само вставлять меж банок или как? Какую температуру нужно поддерживать? Сколько датчиков температуры - один или на каждой банке? Или вы просто что-то слышали о контроле температуры, но реальную необходимость пока не выяснили? От зарядного тока в 4А емкостью 10 Ач аккумулятор не расплавится, это точно.
"Для вывода из этого состояния" - как зарядное устройство узнает, что банка дошла до такого состояния? Это что, перед зарядом надо еще АЦП на каждую банку и формуляр деградации на 100 МБайт в памяти процессора?
Это требование нужно убирать.
"Систематический неполный заряд" исключен, есть же балансировщик.
Вообще-то если схема грамотно построена, то саморазряда одной банки быть не может. Балансировщик не даст этого сделать.
Все-таки 24 вольта не бывает. Бывает диапазон входных напряжений.
Мне задача пока кажется сводимой к очень неплохому решению.

Нового ничего не придумываем. Рассмотрим, например bq76920:

AFE Monitoring Features
– Pure Digital Interface
– Internal ADC Measures Cell Voltage, Die
Temperature, and External Thermistor
– A Separate, Internal ADC Measures Pack
Current (Coulomb Counter)
– Directly Supports up to Three Thermistors
(103AT)
• Hardware Protection Features
– Overcurrent in Discharge (OCD)
– Short Circuit in Discharge (SCD)
– Overvoltage (OV)
– Undervoltage (UV)


Терморезистор будет устанавливаться в батарейный отсек. При достижении критических значений температуры должен ограничиваться ток заряда. Значения температуры и тока уточняются.
"Для вывода из этого состояния" - BMS измеряет напряжение на каждой из банок и отправляет для анализа в контроллер. Контроллер дает указание заряднику. Как-то так. Готовы рассмотреть ваши рекомендации.

[one_eight_seven]

Рассмотрим, например bq76920:

Но это не зарядное устройство. Это фронтенд для BMS, причём, устанавливаемой в батарею. Неплохой фронтенд, кстати; приходилось делать на нём BMS'ки.

Сообщение отредактировал one_eight_seven - Apr 19 2018, 06:58

[Егоров]

Нового ничего не придумываем. Рассмотрим, например bq76920:

Ну так примените это чудо схемотехники и все вопросы сами собою закроются.
Будет красивая елка с кучей светодиодов и гирляндами интерфейсов. Но балансировки не будет.

Вы переносите из известных решений ворох функций и копируете методы их обеспечения, не очень задумываясь: а нужны ли они на самом деле?
Для начала возьмите реальный 10 Ач аккумулятор и зарядите током 4А его от лабораторного источника на столе, контролируя температуру. Может, хлопоты с терморезисторами сразу и отпадут?
Эта bq76920 разработана вовсе не для вашего случая. Это когда в электромобиле сотни пальчиковых батареек тесно упакованы в один большой кирпич и очень-очень хочется зарядить его за 15 минут. Пусть даже половина энергии уйдет на отопление атмосферы.

[maxics]

Ну так примените это чудо схемотехники и все вопросы сами собою закроются.
Будет красивая елка с кучей светодиодов и гирляндами интерфейсов. Но балансировки не будет.

Вы переносите из известных решений ворох функций и копируете методы их обеспечения, не очень задумываясь: а нужны ли они на самом деле?
Для начала возьмите реальный 10 Ач аккумулятор и зарядите током 4А его от лабораторного источника на столе, контролируя температуру. Может, хлопоты с терморезисторами сразу и отпадут?
Эта bq76920 разработана вовсе не для вашего случая. Это когда в электромобиле сотни пальчиковых батареек тесно упакованы в один большой кирпич и очень-очень хочется зарядить его за 15 минут. Пусть даже половина энергии уйдет на отопление атмосферы.

Готовы выслушать ваши предложения.

[one_eight_seven]

Будет красивая елка с кучей светодиодов и гирляндами интерфейсов. Но балансировки не будет.

1xALERT (по сути 1 линия GPIO) + 1xI2C - не такая уж гирлянда. И выходов на светодиоды там нет. А вот выходы для обеспечения балансировки - есть (самих алгоритмов балансировки - нет). В остальном - согласен. Это совсем не тот случай, и это совсем не зарядное устройство.

Готовы выслушать ваши предложения.

А что вам надо? BMS или Зарядное устройство? И какие батареи вы им собираетесь заряжать? Вы подумайте, что конкретно вам нужно, и как вы это будете принимать (проверять, испытывать).

Сообщение отредактировал one_eight_seven - Apr 19 2018, 07:50

[maxics]

1xALERT (по сути 1 линия GPIO) + 1xI2C - не такая уж гирлянда. И выходов на светодиоды там нет. А вот выходы для обеспечения балансировки - есть (самих алгоритмов балансировки - нет). В остальном - согласен. Это совсем не тот случай, и это совсем не зарядное устройство.


А что вам надо? BMS или Зарядное устройство? И какие батареи вы им собираетесь заряжать? Вы подумайте, что конкретно вам нужно, и как вы это будете принимать (проверять, испытывать).

Нужно разработать зарядное устройство и BMS на одной плате. Банки типа Headway 38120s на 10 Ah, 4 штуки.

[one_eight_seven]

Нужно разработать зарядное устройство и BMS на одной плате. Банки типа Headway 38120s на 10 Ah, 4 штуки.

Уточните:
1. Аккумуляторы, BMS и зарядное устройство будут, в итоге, в едином конструктиве, и для заряда будут подключаться к внешнему источнику питания с номинальным напряжением 24В? (этакая Smart Battery)
2. Аккумуляторы - сменные для устройства, в состав которого входят BMS и зарядное устройство, и это устройство, будучи отключенным от источника питания, работает от этих самых аккумуляторов? (навроде как в ноутбуке)
3. Вам нужно отдельное зарядное устройство, в котором будут заряжаться аккумуляторы, которые, будучи заряженными, будут помещены в другие приборы, и вы хотите, чтобы зарядное устройство определяло состояние батареи (State of healh)?

Сообщение отредактировал one_eight_seven - Apr 19 2018, 11:42

[maxics]

Уточните:
1. Аккумуляторы, BMS и зарядное устройство будут, в итоге, в едином конструктиве, и для заряда будут подключаться к внешнему источнику питания с номинальным напряжением 24В? (этакая Smart Battery)

Да

2. Аккумуляторы - сменные для устройства, в состав которого входят BMS и зарядное устройство, и это устройство, будучи отключенным от источника питания, работает от этих самых аккумуляторов? (навроде как в ноутбуке)

Да

3. Вам нужно отдельное зарядное устройство, в котором будут заряжаться аккумуляторы, которые, будучи заряженными, будут помещены в другие приборы, и вы хотите, чтобы зарядное устройство определяло состояние батареи (State of healh)?

Нет, есть головное устройство, в котором предусмотрено питание от внешней сети и от аккумуляторов (как в ноутбуке). Блок питания и выбор от чего запитывать головное устройство разработан (24 В берем от DC/DC на этой плате). Сейчас стоит задача, на существующую плату с этим блоком питания внедрить блок заряда и BMS для 4 банок, которые в процессе работы головного устройства меняться не будут.

Сообщение отредактировал maxics - Apr 19 2018, 12:09

[Aldec]

ev-power.eu/Battery-Management/Simple-Battery-Management-Board-4-cells-12V-16A.html

[=pcb=]

Свинец в бесперебойниках даст фору любому LiFePO4.
Купите готовую в китае.

[Aldec]

ЛТО или ультракапы 1200Ф уделают бесперебойники

[Witaly]

Предлагаю посмотреть на bq40z60
frontend+charger в одном корпусе
при правильной настройке на даст уйти в переразряд
из минусов - малый ток балансировки - следует применять хорошие банки

[John_z]

Если проблема еще актуальна, то скиньте ТЗ на John200015@yandex.ru

[T800]

Идеологически верно делать по двум путям ИМХО:
1. Есть умный чарджер, есть девайс, есть баттери пак с BMS на борту. Девайс всегда питается от аккумулятора, чарджер заряжает аккумулятор независимо от девайса. Это например IMPRES от моторолы для раций. Рация может только показать состояние аккумулятора, а умный чарджер полностью обеспечивает взаимодействие с BMS, выдавая нужный режим заряда.
2. Есть девайс, который может питаться от внешнего источника или аккумулятора, у него на борту есть умный чарджер а также к нему подключается баттери пак с BMS на борту. девайс сам распределяет и решает, запускать ли ему чарджер, откуда питаться и так далее. Это типа как в ноутбуке.

По этим двум путям вы просто берёте нужный техасовский BQ BMS и соответствующий чарджер ей в пару.

Делать чарджер с BMS на борту, к которому будет подключаться упаковка аккумов без мозгов, это как то бессмысленно. Тогда уж просто делать зарядник с функцией балансировки под управлением МК, который и будет определять что он хочет делать с каждым конкретным аккумуляторным паком без мозгов. Есть зарядники на одной микросхеме под разные выходные напряжения и под разные входные. Наверное найдутся такие зарядники и с функцией балансировки.
если я правильно понял идею ТСа
Вы это переведите на русский или удалю этот чикаго-нижегородский коктейль .
Егоров.

Сообщение отредактировал Егоров - May 31 2018, 22:22

Причина редактирования: Сленг