Qu es la sobretension?
Obtenguèt una telefonada d'un integrador de paquets a Ohio dimars passat. Avián un paquet LFP 14S que tornèt d’una installacion solara amb doas cellulas que legissián 3,91V. LFP. Deuria pas jamai veire res al dessús de 3,65V en usatge normal. Las cellulas semblavan finas de defòra mas quand ne fendasclavam un dobèrt lo fuèlh de catòde s’èra virat brun als bòrds. Daños de sobrecarga clásica.
Resulta qu'utilizavan un cargaire de plom -acid. Lo client l’escambièt perque l’original moriguèt. Lead-acid 48V cargador pone 58,4V flotacion. En un paquete LFP 14S que funciona a 4,17V por celda. Pas un problèma per lo plom-acid. Grand problèma per LFP.
Aquela mena de causa se passa mai que la gent admeton.
Overtension significa empujar una celda pasada su tension de carga maxima calificada. Lo nombre depend de la quimia. NMC y NCA se encuentra a las 4.20V. Algunas variantes NMC altas de la energía son calificadas a 4,35V pero esas son celulas especializadas y necesitas saber lo que estás haciendo con ellos. La quimia LFP a un plafon de 3,65V. LTO es alrededor de 2.85V. Aquestes nombres venon de la fuèlha de donadas de provesidor de cellulas. Ignoratz-los e aurètz de problèmas.
Degradacion de celulas internas
Çò que se passa dins la cellula a la sobretension es pas complicat. Lo material de catòde vòl renonciar a l’oxigèn quand ne forçatz tròp de liti. Aquel oxigèn reagís amb l'electrolit. Mentretant que lo metal de liti comença de placar sus la superfícia de l'anòde perque lo grafit pòt pas absorbir pro rapidament los ions. Lo placatge es marrit per doas rasons. Es irreversibla pèrda de capacitat e crea de dendritas que pòdon eventualament cortar la cellula internament.
Un fum de monde pensan que i a de marge incorporat dins l'espec de 4,20V. I a pas.
Los fabricants de cellulas fixan aquel limit al punt ont la degradacion ven inacceptabla. Anar a 4.25V un còp es probablament plan. I anar cada cicle tuarà la cellula dins qualques centenats de cicles en luòc de qualques milièrs. Anar al dessús de 4.30V e podètz pas obténer qualques centenats de cicles. Ai vist de cellulas s'inflar a 4,35V après una sola carga. Depend de la cellula.
Lo Rol de la BMS .
Lo BMS es supausat atrapar aquò. Cada cellula del paquet obten son fial de sens. La chip AFE lee todas las tensiones celulas y se compara contra un umbral. Se qualque cellula se passa, la carga s'arrèsta. Plan simple.
Levat que lo BMS pòt fracassar. Ai vist de tablèus BMS amb de juntas de soldadura freja suls connectors de fil de sens. Una cellula arrèsta de reportar e lo micrologicial per defaut a zèro en luòc de marcar una fauta. Ai vist de chips d'AFE que se derivan de cal sus la temperatura. Lo BQ76940 de TI es generalament solide mas lo BQ76925 mai ancian aviá de problèmas amb lo desplaçament intèrne de referéncia. Las chips de AFE chinos mas baratas pueden ser en todo el lugar.
L'equilibri importa mai que la gent pensa. Un paquet amb dètz cellulas en seria aurà qualques difusions en capacitat. Una cellula tusta plena carga davant los autres. Se l'equilibri es tròp lent la cellula nauta se tròba a 4,20V mentre que lo corrent contunha de fluir dins lo paquet. La tension sus aquela cellula s'escampa. Amb l'equilibri passiu sètz limitat per quant de calor podètz desbocar a travèrs de las resisténcias de sangnadas. La mayoria de los diseños corren corriente de saldo de 50mA a 100mA. Se vòstras cellulas son descomparablas de mai de qualques per cent que poirián pas sufisar.
L'equilibri actiu se desplaça carga de cellulas nautas a de cellulas bassas en luòc de la cremar. Mai car. Mai complèxe. Fa sens per de grands paquets ont l'energia perduda se soma o per d'aplicacions ont podètz pas tolerar cap de difusion de capacitat.
Lo dessenh de carga es l'autra mitat de l'equacion. Un convertidor de conmutacion con regulacion de retroalimentacion de sloppy se sobresaltará a carga de luz. Ai mesurat de cargaires que metèron fòra 42,5V quand lo paquet tira mens de 100mA prèp de l'extrèm. Esa mitad extra volt distribuida a través de diez celulas es de 50mV cada una. Pas un desastre mas se soma amb las autras toleràncias.
La indemnizacion de temperatura en el cargador importa tambien. Las cellulas de liti deurián cargar a una tension mai bassa quand es cauda. Algunos cargadores ajustan el punto de consigna CV basado en un termista. La màger part dels economics o fan pas. Un paquet assetat al solelh a 45C que se carga al 4,20V normal per cellula es efectivament sobrecargat.
Dos capas de proteccion son mejor que una. La BMS vigila las tensiones de celulas. Un IC de proteccion segondari pòt veire la tension de paquet e talhar un FET se quicòm marcha pas. Per lo paquet d’Ohio que comencèt tota aquela discussion, existissiá pas. Avián un BMS mut que fasiá pas que l’equilibri. Pas de proteccion. Lo client assumiguèt que lo cargaire lo manejariá. Mala suposicion.
Lista de contraròtle de dessenh
Se dessenhatz de paquets la lista de contraròtle es pro corta.
- Utilizatz un BMS amb de cellulas realas (D{0}} OVP de nivèl.
- Fixatz lo lindal amb qualque marge, benlèu 4,18V per NMC.
- Asseguratz-vos que l'equilibri pòt èsser al ras de vòstre espandiment de la cellula.
- Qualificatz lo cargaire a travèrs de son envolopa d'explotacion non solament a la temp sala del banc.
- Apondre un camin de proteccion segondari se l'aplicacion la justifica.
Lo paquet d'Ohio se fa reconstruire amb un BMS corrècte e un cargaire especific per LFP. Leçon economica. Auriá pogut èsser pièger. Degun se faguèt mal e res se prenguèt fuòc. Qu’ei pas tostemps atau que s’acaban aqueths contes.
