[INFERION]

 Сообщение от Reyden :

использованием алгоритма контроля деградации хим. процессов, который оценивает степень ущерба от зарядки в конкретный момент.

Интересно, как он устроен? Спасибо, попробую поизучать.

[Reyden]

Хотел посоветоваться на счет микросхемы зарядки ZSPM4521, должна по идее работать от usb или адаптера? И вообще как вариант для связки с солнечной панелью.
Attiny25, есть МК 20MHZ и 10MHZ какой подходит? Последний почти в 2 раза дороже.
Какой качественный Dc-Dc до 2А, с выходом 5V лучше выбрать? Я остановился на tps61026 или tps61032. Нужно ли ограничивать ток преобразователя, при подключении конкретной нагрузки? Если например на выходе будет смартфон или другая техника, ток зарядки у которых, меньше чем макс. ток преобразователя?

[asterixtyumen]

 Сообщение от Reyden :

Хотел посоветоваться на счет микросхемы зарядки ZSPM4521, должна по идее работать от usb или адаптера? И вообще как вариант для связки с солнечной панелью.
Attiny25, есть МК 20MHZ и 10MHZ какой подходит? Последний почти в 2 раза дороже.
Какой качественный Dc-Dc до 2А, с выходом 5V лучше выбрать? Я остановился на tps61026 или tps61032. Нужно ли ограничивать ток преобразователя, при подключении конкретной нагрузки? Если например на выходе будет смартфон или другая техника, ток зарядки у которых, меньше чем макс. ток преобразователя?

Ток зарядки сами смарты стабилизируют.

[INFERION]

 Сообщение от Reyden :

ZSPM4521, должна по идее работать от usb или адаптера?

Не знаю, не изучал. И информации по этому китайцу маловато. Я бы не рискнул подключать низкоимпедансный источник питания к системе, которая пытается его просадить в попытках извлечь по-больше мощности.

 Сообщение от Reyden :

И вообще как вариант для связки с солнечной панелью.

Предназначена ж для этого? Может и заработает как положено.

 Сообщение от Reyden :

Attiny25, есть МК 20MHZ и 10MHZ какой подходит? Последний почти в 2 раза дороже.

Подходит любой, в т.ч. и самый дешевый.

 Сообщение от Reyden :

Какой качественный Dc-Dc до 2А, с выходом 5V лучше выбрать? Я остановился на tps61026 или tps61032.

TPS63020, лучшей альтернативы пока не встречал. Особенно когда нужно перекрывать диапазон потребляемых токов от единиц ампер до десятков микроампер.

 Сообщение от Reyden :

Нужно ли ограничивать ток преобразователя, при подключении конкретной нагрузки? Если например на выходе будет смартфон или другая техника, ток зарядки у которых, меньше чем макс. ток преобразователя?

Контроллер сам всё ограничит, если будут какие-либо проблемы. А в нормальном режиме работы за батареей следит отдельный контроллер, присутствующий в любом девайсе с Li-ion батареей. Ему только стабильное напряжение и требуется, дальше он разберётся сам.

[Reyden]

 Сообщение от INFERION :

И информации по этому китайцу маловато. Я бы не рискнул подключать низкоимпедансный источник питания к системе, которая пытается его просадить в попытках извлечь по-больше мощности.

Фирма ZMDI, Germany Dresden, а сделано в Китае. Да придется ограничивать ток зарядки, чтобы не угробить usb. Программируется микра через I2C интерфейс. Какие инструменты для этого лучше использовать? Так чтобы с минимальными затратами. Вариант подключить через LPT порт или переделать программатор USBasp в I2C-USB. Фирменный программатор C232HM стоит около 22 euro, полностью решает все вопросы.

 Сообщение от INFERION :

TPS63020, лучшей альтернативы пока не встречал. Особенно когда нужно перекрывать диапазон потребляемых токов от единиц ампер до десятков микроампер.

Очень дорогая микра, в 2 р дороже чем tps61026. Прочитал на нее datasheet, они очень похожи. Питание нагрузки меньше чем 150ma мне не требуется. Из тех функций, которые влияют на эффективность преобразования от Li-ion, в чем она уникальна, кроме широкого диапазона нагрузки?

[INFERION]

 Сообщение от Reyden :

Программируется микра через I2C интерфейс. Какие инструменты для этого лучше использовать?

Зависит от доступного софта. Если с UART всё понятно и там в системе висит COM порт, через который можно любым терминалом вручную команды отправлять, то с I2C не подскажу. Знаю только что для I2C<->USB есть чипы, как и в случае с FT232RL для UART<->USB. Но что они представляют из себя с точки зрения винды - могу сказать только что BSOD НЕ выскакивает редко. Особенно если брать левый клон на ебей (которые там только и продают).

 Сообщение от Reyden :

Очень дорогая микра, в 2 р дороже чем tps61026. Прочитал на нее datasheet, они очень похожи.

Хорошие вещи всегда денег стоят. Зебралайт их юзает в своих дровах, а не взрывающийся TPS61020 и его аналоги. Это к примеру. Да и чем они похожи то? Архитектура TPS63020 отличается уже начиная с мостовой схемы включения дросселя, дающей возможность нормально понижать, а не только повышать. Токовый лимит у TPS61026 в 2 раза ниже (1,8A против 4A у TPS63020), сопротивление ключей в 0,26...0,29Ом против 50мОм. Т.е. потери почти в 3 раза выше. Да и частота - 2,4МГц гораздо удобнее 600кГц. Небольшая индуктивность с меньшими потерями, и совсем немного керамики. Народ с 6102X мучается. Там видимо защит нормальных нет, раз они взрываться при ошибках в схеме или монтаже любят. Ещё с софт-стартом там проблемы какие-то. Его бывает сложно корректно запустить, чтоб он не рванул .

[Reyden]

 Сообщение от INFERION :

Ещё с софт-стартом там проблемы какие-то. Его бывает сложно корректно запустить, чтоб он не рванул .

Да, кажется на форуме TI писали, что это проблема серии, но о взрывах не слышал. Спасибо, теперь рассчитываю на этот чип, с хорошим запасом на будущее

Как известно, что самое большое внутреннее сопротивление (ВС) у заряженного Li-ion и наоборот. По мере зарядки, ВС растет и вместе с ним уменьшается зарядный ток, наблюдал это на своем Li-ion, плавное уменьшение тока от 0.97А до 0.15А. При 3V, R=0.069 Ohm; 3.78V, R=0,08 Ohm; 4.1V, R= 0,09. Есть ли различия в эффективности заряда Li-ion 3400 и 5200 mAh, скажем током 800ma? Или более низкими токами. Читал, что аккумуляторы высокой емкости рекомендуют заряжать более высоким током.

 Сообщение от INFERION :

Поэтому стадия дозаряда не исключается - на выходе всегда присутствует 4,2V, а индикация срабатывает, когда зарядный ток падает до 10%.

Тогда выходит стадию дозаряда обойти не получится. На сколько я понял, в этой зарядке она наступает при стандартных (4.2V), но когда зарядный ток падает до 10%?

Смогу ли я заряжать от зарядки Li-ion на ATtiny25, защищенные аккумуляторы? Главное чтобы не сработала защита. Ведь напряжение на банке может доходить до 4.3, а может и более. В datasheet указано следующее:
Overcharge detection voltage(VCU): 4.325±0.05V
Overcharge release voltage: 4.075±0.05V

На скорость заряда конкретного Li-ion в основном влияет ток и алгоритм заряда. Если сравнивать с обычными зарядками, на сколько эффективнее эта? Ведь разницу во времени можно пересчитать в вт\ч. Понимаю, что не корректно сравнивать с импульсными зарядками, но интересно было бы провести эксперемент и увидеть разницу. А так же в качестве источника питания от солнечных панелей и mppt зарядкой.

Вопрос с программатором откладываю до лучших времен. Буду начинать с LTP порта, жаль что не купил Raspberry Pi, когда была возможность. Уже собрался заказывать ZSPM4521 и плату развел, но алгоритм заряда не дает мне покоя.

[INFERION]

 Сообщение от Reyden :

Есть ли различия в эффективности заряда Li-ion 3400 и 5200 mAh, скажем током 800ma?

Где-то читал, что заряжать Li-ion слишком низким током вредно. Не знаю о каких величинах идёт речь, и в чём заключается вред. Что касается алгоритма определения оптимального зарядного тока (по скорости деградации) - в приведённом выше документе только рекламный буклет и завеса коммерческой тайны. Сам я когда-то подумывал определять зарядный ток по внутреннему сопротивлению банки и скорости роста напряжения (только тут нужно ещё и зарядную кривую на ходу определять). Если есть корреляция (и токовые банки можно без вреда заряжать за 15 минут) - можно и над этим подумать.

 Сообщение от Reyden :

Тогда выходит стадию дозаряда обойти не получится. На сколько я понял, в этой зарядке она наступает при стандартных (4.2V), но когда зарядный ток падает до 10%?

Она обходится. Временно напряжение подпрыгивает выше 4,2V (на практике где-то до 4,3V в пике на самой банке обычно), разница лишь в том, что в какой-то момент алгоритм выдаёт регулятору результат в 4,2V как "без нагрузки". Это особенность химии самого аккумулятора, внутреннее сопротивление на данном этапе уже не влияет, дальше начинается процесс, который приводит к уменьшению ЭДС после извлечения аккумулятора в течении нескольких минут. Если извлечь заряженный до 4,2V аккумулятор сразу, как только он зарядится быстрым алгоритмом - мультиметр покажет честные 4,2V, но через несколько минут там уже будет около 4,1V. Вот из-за этого эффекта и начинается короткая стадия дозаряда. В обычном CCCV этот эффект не проявляется из-за того, что стадия дозаряда имеет на порядки бОльшее время. Эта зарядка, имея зарядный ток около 375мА, заряжает 10440 с ёмкостью 350мА за час. Это до момента отключения анимации, т.е. когда ток падает до 10% от номинального в короткой стадии дозаряда. После этого напряжение на банке существенно не снижается. Так вот - зарядка не прекращает подавать 4,2V, и процесс дозаряда длится бесконечно долго, продолжая компенсировать утечки. Как и в типичном CCCV...

 Сообщение от Reyden :

Смогу ли я заряжать от зарядки Li-ion на ATtiny25, защищенные аккумуляторы? Главное чтобы не сработала защита.

Сопротивление защиты так же компенсируется, как и всё остальное сопротивление соединительных проводов, контактов, пружинок, самого аккума и т.п. Если не будет срабатывать - не помешает.

 Сообщение от Reyden :

Если сравнивать с обычными зарядками, на сколько эффективнее эта?

Если сравнивать обычные конструкции - раза в 3 по времени. Она заряжает током в 1C приблизительно за 1 час, тогда как обычная стадия дозаряда в CCCV длится два-три часа, в зависимости от зарядного тока и сопротивления всех цепей. Если аккумуляторы токовые (низкоомные), и к ним идут хорошие шины - польза от этого алгоритма не столь заметна. То же самое касается и заряда низким током обычных батарей (0,3C и ниже). Она была разработана для заряда токами около 1C обычных ёмких аккумов, которые используются в фонариках, мобилках и прочих не сильно жрущих гаджетах. Причём упор больше делался на стоимость и нетребовательность к качеству контактов.

[Reyden]

 Сообщение от INFERION :

Что касается алгоритма определения оптимального зарядного тока (по скорости деградации) - в приведённом выше документе только рекламный буклет и завеса коммерческой тайны.

От части правда, мало конкретики, только общие фразы. Можно поднять патенты, в них точно должна быть изложена суть дела. Кажется я находил что то подобное, но нужно переработать тонны информации. Поделюсь, как что то узнаю.

 Сообщение от INFERION :

Если аккумуляторы токовые (низкоомные), и к ним идут хорошие шины - польза от этого алгоритма не столь заметна. То же самое касается и заряда низким током обычных батарей (0,3C и ниже).

Значит потери от внутреннего сопротивления в моем случае от 1 Li-ion незначительны, при максимум 90мОм. Ток заряда до 0.3С max.

У меня почти сформировался концепт повербанка на TPS63020 и ZSPM4521. Ориентирован в основном на туриста, возникла мысль реализовать функцию фонарика, все таки у железа есть потенциал. Питание от 1 Li-ion, корпус для устройства планировал спроектировать для печати на 3D принтере, тут еще стает вопрос с теплоотводом. Нужно подобрать схему драйвера и светодиод. Какой лучше выбрать? Если только не против, что я пишу в вашей теме.

Недавно скачал целый курс лекций MIT по технологиям LI-ion. После того, как по ошибке думал, что внутреннее сопротивление при зарядке растет. Радует то, что эти все задумки развивают и в конце концов может получиться что то интересное и практичное. Большинство людей даже не задумываются о таких вещах, ньюансах, может так и жить легче..

[INFERION]

Reyden поделился со мною некоторой документацией (за что ему отдельное спасибо), и я нашел много интересной теории вот в этом файле: http://www.ti.com/lit/ml/sl...
Оставлю тут, чтоб не потерялось. Тут детально описаны проблемы компенсации просадки напряжения. Упоминается даже о постоянной времени релаксации и приводятся наглядные графики зависимости сопротивления от температуры и частоты (диапазон миллигерцовый). Так же тут говорится, что у подавляющего большинства батарей разных производителей практически идентичная разрядная кривая (приведённая к нормальному виду). Настолько идентичная, что одна и та же таблица с разными аккумуляторами даст ошибку расчёта оставшегося количества энергии всего лишь до 1,5%.

Шли хорошо, а под конец обосрались, как говорится. Теорию расписали хорошо, а реализацию предложили так себе. Информация выбирается триггерно, по определённым событиям, а не пропускается непрерывно через фильтр Калмана. В результате имеем проблемы с внезапными скачкообразными изменениями результатов измерений и хреновую точность в неблагоприятных условиях эксплуатации. На переходную характеристику (релаксацию) вообще забили, хотя если она описывается одной лишь постоянной времени - её проще измерять и компенсировать так же, как компенсируется внутреннее сопротивление.

[INFERION]

Сброшу это здесь:

Подключил фонарь к компу и погонял немного один 18650 токовый аккум на предмет переходных характеристик. Первый график - разряд значительным током. Напряжение резко просело из-за внутреннего сопротивления, это легко компенсировать, но затем начали рассасываться носители заряда. Скорость их обмена растёт с увеличением разницы потенциалов, поэтому через некоторое время напряжение перестаёт проседать и падает уже согласно разрядной кривой, т.к. скорость обмена носителями ровно необходимая для поддержания ЭДС. Этот период имеет определённую характеристику, которую можно описать разницей напряжений, на которую просядет банка в конце переходного процесса (напряжение между верхней и нижней пунктирными линиями) и постоянной времени (время, за которое ЭДС просядет на 63,2% от расстояния между пунктирными линиями). Зная эти два параметра - можно компенсировать этот эффект. Постоянная времени (в данном случае 15с) может быть найдена по трём произвольным точкам. По ним же можно вычислить и конечное напряжение, не дожидаясь окончания переходного процесса. Это весьма сложная задача для тиньки, т.к. натуральные логарифмы даются ей с трудом (не имея даже банального умножения на борту), но кортекс в батарейный контроллер не впихнуть.

Второй график - восстановление носителей заряда после снятия нагрузки. Напряжение так же резко подскочило из-за внутреннего сопротивления, которое легко вычитается, но затем носители заряда начали медленно устранять разницу потенциалов (фактического на электродах, и соответствующего реальному заряду). Что интересно - постоянная времени оказалась совсем другой. Интересно, почему? Почему скорость обмена ионами отличается при заряде и разряде. Ещё интересно бы глянуть на температурные зависимости этих процессов, но этим лучше заняться при отлаживании готового специализированного контроллера, а не посредством не предназначенного для этих целей фонаря.

[Reyden]

 Сообщение от INFERION :

Почему скорость обмена ионами отличается при заряде и разряде.

Во время заряда аккумулятора ионы движутся от анода к катоду, при разряде наоборот. Разница времени релаксации должна зависеть от хим. состава катода и анода, напрямую связанных с хим. процессами внутри. Особенностью электрохимических устройств хранения энергии, является отношение между оставшимся зарядом (SOC) и напряжением холостого хода (OCV). Влияние на гистерезисный эффект OCV батареи оказывают кобальт, никель, катод на основе марганца. Современные Li-ion включают в себя активные вещества которые незначительно влияют на OCV батареи, в тоже время гистерезис OCV, становится основным фактором, влияющим на точность его определения. Существует так называемые 2 фазы перехода Li-ion во время заряда/разряда, обладающие как правило специальной OCV хар-кой.
На рис 1. можно увидеть график изменения OCV, полностью заряженный Li-ion разряжался шагом 5% SOC и релаксацией после каждого шага 3ч, затем заряжался током 0.5C с теми же условиями до полного заряда. Можно увидеть, после определенных шагов OCVdischarge, значительно ниже OCVcharge, таким образом существуют 2 кривые, разрыв между которыми зависит от SOC, максимум 40mV (SOC=25%), так же разницу объясняет разное состояние катода и анода. Рис2. тоже самое, только испытание Li-ion с 50% емкостью и токами 0.5C/10C соответственно.
Сила тока во время нагрузки влияет на скорость обмена частицами между электродами, а высокий ток влияет на макроскопические процессы и таким образом OCV гистерезис исчезает. Релаксация происходит очень медленно и занимает несколько часов, давая намек на происходящие процессы, таким образом при низких температурах, релаксация займет еще больше времени.
В конце ссылка на источник.
Вообще Li-ion аккумуляторы достаточно хорошо изучены. Так же есть информация, что разряжается Li-ion намного дольше импульсным током, чем постоянным.

 Сообщение от INFERION :

Это весьма сложная задача для тиньки, т.к. натуральные логарифмы даются ей с трудом (не имея даже банального умножения на борту), но кортекс в батарейный контроллер не впихнуть

Думаю как раз поэтому, в потребительской технике реализуют упрощенные решения.

[Reyden]

Недавно начал читать книгу "Universal State-of-Charge Indication for Portable Applications". В первую очередь будет интересно тем, кто интересуется разработкой систем управления аккумуляторами (BMS), в ней описаны положения касающиеся исследований при поддержке Philips, Eindhoven, The Netherlands. Я хотел бы обратить внимание на вводную часть и сделать акцент на общие сведения по этой тематике, используя этот источник. После чего можно будет плавно перейти к актуальным вопросам поднятых в этой теме .

Основной задачей (BMS) является обеспечение оптимального использования энергии аккумулятора внутри портативного питающего устройства и предотвращение риска получения урона в результате его повреждения. Это достигается за счет мониторинга и контроля заряда/разряда батареи. Блок-схема BMS показана на рис.1, защита Integrated Circuit (IC) как правило, необходима для литий-ионных батарей. Причина этого в том, что поставщики батареи особенно обеспокоены вопросами безопасности из-за риска ответственности. Напряжение, ток и температура батареи должны отслеживаться и IC гарантирует, что батарея никогда не будет работать в небезопасных условиях, сам производитель определяет условия работы, которые считает безопасными для использования литий-ионных батарей.

Статус батареи может отображать диод (LED) или дисплей (LCD), который указывает на состояние заряда (SoC) и состояние здоровья (SoH), оба параметра зависят друг от друга и влияют на производительность. Три условия необходимы чтобы точно реализовать функцию мониторинга состояния батареи в BMS. А именно SoC, SoH и оставшееся время работы (Tr).

SoC - процент от максимально возможного заряда, который присутствует внутри аккумулятора. Индикация SoC подразумевает измерения батареи и моделирование. Простой пример, измеряется напряжение батареи V и отношения V-SoC могут быть сохранены в функцию микроконтроллера. Размер и точность данных зависит от количества значений V-SoC . Проблема в том, что напряжение батареи изменяется от температуры, количества циклов разряда и старения. Если вывести значения температуры от циклов разряда, то можно решить первые две зависимости. Тем не менее, старение батареи представляет собой сложный процесс, который включает в себя многие параметры (например сопротивление, емкость). Поэтому невозможно сделать простую реализацию имея дело с таким комплексным процессом.

SoH - признак того, что было достигнуто в жизненном цикле батареи и является мерой его состояния по отношению к новому аккумулятору. Индикация SoH может включать в себя, например цикл подсчета. В простейшем случае количество полных циклов заряда/разряда (Cn) может быть подсчитано и основано на максимальной емкости. Но пользователь не всегда может ждать, пока батарея достигнет минимального или максимального SoC. В этом случае системе следует брать на рассмотрение другие значения SoC, определенные по последнему заряду/разряду, перед тем как пользователь начинает заряд/разряд. Еще одной проблемой является разброс в поведении батареи и пользователя. В связи с этим развитие SoH будет отличаться для каждого пользователя и приложения и будет весьма непредсказуемым. С помощью простого подсчета циклов заряда/разряда реализация не представляется возможной из за непредсказуемого поведения. Для решения задачи, должна быть использована адаптивная система, чтобы представить точную индикацию SoC, с учетом возраста батареи.
Примеры возможных адаптивных систем"neural networks", фильтры Калмана и "fuzzy logic".

SoC в основном отображается пользователю в графическом виде или в %. Тем не менее, для пользователя удобно знать, сколько времени портативное устройство все еще в состоянии работать от батареи.

Tr - оценка времени работы, когда батарея может поставлять ток на портативное устройство под действующими условиями разряда, прежде чем оно перестанет работать. Оставшееся время работы может быть выведено из оставшейся емкости двумя способами, в зависимости от типа нагрузки. Для токовой нагрузки - емкость выражается в mA, во втором случае в mWh.

Какая главная цель всех этих положений? Точное определение SoC и расчета времени работы в сочетании с SoH в конечном счете улучшит производительность и надежность, а так же продлит срок службы батареи. Точная информация позволит проектировать батареи для устройств без существенных ограничений, используя более легкий, менее габаритный аккумулятор, который стоит меньше. Довольно неприятно, когда портативное устройство внезапно прекращает функционировать в то время как отображается достаточная емкость батареи. Плохая надежность индикации SoC может инициировать использование только части имеющейся емкости батареи. Например пользователь склонен заряжать аккумулятор каждый день, даже когда устройство показывает достаточный заряд, что приводит к более частой подзарядке чем необходимо и в свою очередь ведет к раннему износу аккумулятора. Эффект неточности показаний SoC может быть еще хуже, когда значение SoC используется для контроля процесса заряда. Батарея будет не полностью заряжена или перезаряжена. В первом случае, батарея может заряжаться более чаще чем необходимо - приводит к в более раннему износу, а в последнем - перезарядка приведет к сокращению жизненного цикла.

В книге рассмотрены и представлены результаты разработанных методов по оценке SoC для Li-ion например "Coulomb counting" основанный на обработке и измерениях тока во время заряда/разряда, "EMS"- измерения ЭДС в состоянии покоя, когда ток не течет и аккумулятор полностью стабилизируется. В тоже время EMS используется для калибровки системы SoC. Калибровка очень важна потому что процессе заряда и разряда вычисления SoC в конце концов отличаются от реальности. Особенно стоит рассматривать эффект разности потенциалов, в связи с этим напряжение на аккумуляторе во время разряда ниже чем EMF. Величина разности потенциалов зависит от тока разряда, SoC, возраста и температуры, сложность заключается в том, что ее нельзя измерить напрямую.

"Мечта" 70 летних исследований в этой области SoC заключается в разработке точной системы, которая в реальном времени адаптируется к любому типу аккумулятора. Инновационное решение алгоритма, который включает в себя адаптацию таких решений, а так же применимость и удобство использования для нового разработанного ultra-fast алгоритма зарядки, представлены в 8 главе.

Много интересной информации по этим и другим положениям последовательно изложены от простого к сложному в источнике приложенном в конце. Я пока освоил только небольшую часть материала, но буду рад если вам это окажется сколько нибудь будь полезным .

[Reyden]

В конечном счете убеждаюсь, что зарядка Li-ion фазой СС производится из-за соображений здоровья аккумулятора и отсутствия альтернативы - бабушкины сказки . Скорее из-за не способности обеспечить более эффективный и продвинутый алгоритм заряда. Парадокс, но как раз грамотный алгоритм заряда, продлевает жизнь Li-ion .

Я не удержался и перешел сразу к пункту главы 8.7 .

Обычная длительная зарядка обоснована алгоритмом CCCV, который должен удовлетворять строгие требования к безопасности и циклам жизни Li-ion, это очевидно т.к более быстрые методы заряда зависят от SoC, с которым не все так просто, как кажется. Для быстрой зарядки характерно то, что Li-ion можно заряжать очень высокими токами в течение короткого периода времени. Таким образом точная индикация SoC крайне необходима. К тому же ускоренный способ не оказывает какие-либо негативные эффекты деградации, а наоборот снижает последствие долгосрочных влияний. Например, полностью разряженный аккумулятор можно заряжать в течение 5 минут до одной трети его номинальной мощности.

Чтобы ускорить процесс заряда существенно, можно придерживаться следующей стратегии - сразу перевести процесс в фазу CV, учитывая только максимальный ток. Разница такого подхода CV по отношению к CCCV будет заключаться в значительном сокращении времени заряда. Но существует ограничение максимального тока, которому соответствует определенное значение SoC. Влияние начального тока на общее время заряда на различных уровнях SoC показано на рис.1. Обратной стороной является снижение уровня жизни Li-ion, на рис.2 сравниваются 3 кривых цикла жизни цилиндрических Li-ion батарей в условиях высоких нагрузок зарядки (a) CV (Imax=4.5C, Vmax=4.2V), (b) СV (Imax=4.5C, Vmax=4.3V), (c) стандартный CCCV (Imax=1C, Vmax=4.2V). Отсюда видно, что полное принятие метода CV для заряда невозможно, важно то, что деградация усиливается на более высоких уровнях SoC.

Поэтому стоит принять новую стратегию, которая поддерживает высокие токи на низких уровнях SoC. На рис.3 представлены основные стадии ускоренной зарядки, первая состоит из ограниченно-быстрой зарядки CV (закрашенная область), когда в период времени tb применяется максимальное напряжение Vb max., вторая это переход в стандартный CCCV. Во время форсированного заряда ток может быть недопустимо высоким и для альтернативного варианта может приниматься значение Ib max, которое не показано на графике.
Весь процесс ускоренного заряда может быть охарактеризован как ССCVCCCV, где первые CCCV - параметры быстрой зарядки. Одинаковое значение Vi max для обоих фаз CV не обязательно.

На рис.4 отмечено влияние фазы уже рассмотренной быстрой зарядки, по сравнению с стандартной CCCV на длительность наращивания емкости, при Vb max 4.2V/4.3V, Ib max =4.5 и Is =1C, Vs =4.2 V. Полностью разряженная батарея набирает около 33% и 66% от номинальной емкости заряда за 5 и 10 мин.

Рис. 5 - сравнение в тех же условиях и ограничением фазы быстрой зарядки до 5 мин, циклов жизни Cn Li-ion быстрого алгоритма CCCVCCCV и традиционного, в очередной раз доказывает отсутствие какого либо негативного воздействия на жизненный цикл Li-ion.

Очень уважаю источники информации, которые не делают из этого коммерческую тайну и маркетинг. Прежде чем до нас доходят технические новшества, этому обычно предшествуют годы, а то и десятилетия исследований, очень интересно иметь дело с актуальными вопросами. Отдельное спасибо авторам исследований за проделанную работу. Информация нашлась в открытом доступе, хотя я понимаю, что должен был за нее заплатить, надеюсь простят

[SuperFonarik.ru]

Что-то очень похоже на "Novel charging protocols":
http://www.che.sc.edu/facul...

В реализации, правда, Тинька, боюсь, с математикой не справится. Но в общем-то ARMы сейчас даже дешевле тинек

[Reyden]

Просмотрел патент касающийся www.qnovocorp.com, в принципе суть уловить можно, там показаны принципиальные блок схемы их метода Fast charge. На сколько я понял, для реализации используются то же комплекс параметров, что и при определении точного значения SoC. Их способ уже более современный, чем тот, что я описывал, но базовые принципы и физику процессов никто не менял. Может графики дадут вам больше информации, чем мне, трудно воспринимается сухой язык патентов, ссылка в конце.

Проблема в том, что в одиночку вряд ли получится разработать быстрый метод зарядки или хотя бы примерно повторить, т.к потребуется множество эксперементов, чтобы его протестировать и быть уверенным, что он не снижает срок службы батареи. Хотя, если хорошо быть уверенным в теории, то все возможно, например как с зарядкой в этой теме.

Если учитывать реалии быстрой зарядки, то стадия Pre-charge вообще не нужна? Выходит ее реализуют из-за соображений безопасности.

 Сообщение от SuperFonarik.ru :

Что-то очень похоже на "Novel charging protocols":

В целом да, здесь ток зарядки линейно уменьшается со временем заряда. Но не совсем понятно под какие критерии закладывался этот метод , можно ли заряжать любую батарею таким способом. Как они определяют максимальный ток заряда Imax в конкретный момент времени?
У меня bq24210 примерно делает тоже самое, когда заряжает током от 1А и менее, исходя из мощности usb порта, с ростом напряжения Li-ion

Метод определения емкости батареи основанный на измерениях напряжения, был представлен Heyer'ом в 1938г и по сей день используется во многой потребительской технике, да уж не далеко мы ушли от "каменного века" .

[INFERION]

 Сообщение от SuperFonarik.ru :

В реализации, правда, Тинька, боюсь, с математикой не справится. Но в общем-то ARMы сейчас даже дешевле тинек

ARM нельзя подключить напрямую к Li-ion аккумулятору. Схемотехника выходит очень огородной. Тиньки самодостаточны, внутри всё есть для измерения токов, напряжений и т.п. А производительность позволяет вычислять и обрабатывать всё, что я видел. Если, конечно, кодить не на Си. Батарея сама по себе весьма медленная штука, параметры меняются по меркам МК вечность, так что производительность тут и ненужна. У AVR АЦП нормально что-то там щупать сможет с частотой где-то в 100 семплов в секунду. Это период 10мс. Даже на 4МГц (экономичный режим, позволяющий работать с сильно просевшим напряжением, в 5 раз медленнее возможностей AVR) есть 40000 тактов для выполнения арифметических операций. Это порядка сотни таких тяжелых операций как деление 16/16 или 50-ти делений 32/32. За такое количество операций можно очень многое вычислить. Деление требуется редко, а умножение 16*16 ест чуть больше сотни тактов. На самом деле, скорее всего даже с самым хитрым алгоритмом МК будет большую часть времени просто спать. Гораздо больше вопросов тут к АЦП и точности его показаний.

[INFERION]

 Сообщение от SuperFonarik.ru :

Что-то очень похоже на "Novel charging protocols":
http://www.che.sc.edu/facul...

Странные результаты. Какой-то алгоритм уменьшает внутреннее сопротивление аккумулятора вместо естественного его роста по мере износа? И судя по графикам уменьшает в основном потери на ионообменных процессах. Будто перестраивает, разрыхляет структуру. Не чревато ли это опасностью или быстрой деградацией батареи после тех маркетинговых 150-ти циклов? Я так понял этот "New Protocol" очень похож на CV (прямое втыкание батареи в розетку, как свинец в автомобилях заряжается), только ещё агрессивнее...

Меня сейчас больше беспокоят алгоритмы измерения оставшегося заряда и полной ёмкости батареи. Этот вопрос актуальнее алгоритмов заряда, поскольку заряжать достаточно быстро можно и CC, а вот определить количество энергии в банке и рассчитать время работы - уже сложнее...

[dandan2000]

 Сообщение от INFERION :

Контроллер модулирует зарядный ток (глубина 25%) и по дельте напряжений вычисляет внутреннее сопротивление аккумулятора, компенсируя просадку на нём.

Интересный метод. Сам подумываю реализовать аналогичную зарядку, но если просто кратковременно полностью отключать ток и в этом интервале производить замер напряжения АКБ, не будет в этом случае каких-то подводных камней?

[SuperFonarik.ru]

 Сообщение от dandan2000 :

но если просто кратковременно полностью отключать ток и в этом интервале производить замер напряжения АКБ, не будет в этом случае каких-то подводных камней

Огромное количество зарядок именно так и делает
Если вы хотите измерить напряжение АКБ - так и надо делать. А вот если прикинуть внутреннее сопротивление - нужно заряжать (или разряжать) двумя значениями токов, и смотреть на напряжение в обоих случаях.