LiFePO4 аккумуляторы (размышления на тему)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну, тогда для того, чтобы можно было доверять инфе про DOD- надо сначала "разузнайте всё про характеристики" самого продавца- насколько ему можно доверять. То есть позитивные отзывы невиртуальных клиентов.

 

Привет форумчанам. Я давно задумываюсь об автономке и почитав этот топик вдохновился на тему лифера.
Я так понимаю, главная проблема - BMS? Я по работе электронщик, и на досуге подсчитал и прикинул какой должна быть идеальная BMS и из чего ее собрать.
Примерные требования: балансировка любых типов ячеек (работа в диапазоне напряжений 1.5-5в на ячейку) в активном режиме токами до 100а (+50% запас для надежности), КПД 98+, потребление в покое <= 1ма, точное измерение напряжения и температуры каждой ячейки, защита от перезаряда, переразряда, сверхтоков, отключение батареи при выходе параметров любой ячейки за заданные пределы, подсчет балланса энергии и оставшейся ёмкости с учетом температуры, тонкая настройка всех параметров с компьютера. И самое главное - вечный срок службы, не меньше чем будет у батареи в самом лучшем режиме эксплуатации.
Предварительные расчеты показывают что всё это реально, но себестоимость выходит не китайская. Если здесь есть электронщики, могу поделиться соображениями, мы можем коллективно разрабатывать эту конструкцию.

 

1. зачем Вам балансировка ячеек током до 100А?
2. советую разделить проект на пару-тройку составляющих
а. создание простого элемента, вешаемого на каждую ячейку- для защиты от переразряда, балансировки при лдостижении состояния заряженности
б. создание центрального блока, защищающего батарею от КЗ, превышения тока разряда, считающего переданный заряд
в. создание шины для отправки в ЦБ показаний от ячейки с результами измерения Т, состояния ячейки (напряжение етс)
г. попробовать притянуть к этому шину CANbus https://en.wikipedia.org/wiki/CAN_bus
На каждом этапе трезво оценить стоимость получающейся конструкции, сравнить с предложениями на рынке, решить для себя- не пора ли остановиться.

 

Это открывает одну замечательную возможность - набирать батарею из ячеек разной ёмкости (до тех пор пока продолжительные разрядные и зарядные тока не превышают тока балансировки). Например можно собрать 48в систему 16s1p и постепенно ее апгрейдить до 16s2p покупая по одной ячейке как только появляются деньги. При этом новая ячейка сразу начнет полноценно использоваться и будет отдавать свою энергию наравне с остальными. Можно набирать батарею из ячеек разной степени старения, можно эксплуатировать бракованные ячейки, и. т. д.

Я планирую две составляющие: плату вешаемую на каждую ячейку кроме последней (функции: балансировка, измерение напряжения и температуры двух соседних ячеек, передача информации на главную плату), и главная плата осуществляющая отключение нагрузки, индикацию и управление. Шина между платами SPI с опторазвязкой. Балансировка будет осуществляться во всех режимах работы (разряд, заряд, покой, за исключением ручного перевода в режим хранения).

Ну как-бы конкурировать с китайцами по цене всеравно не получится. Хочется вариант дорого, но очень качественно. Примерный ориентир по себестоимости 3000 рублей за плату.

 

Еще есть возможность реализовать работу батареи с инвертором и зарядным устройством любой степени тупости без отключения нагрузки. Это потрубует усложнения главной платы, зато батарею можно будет заряжать и разряжать вообще чем угодно.

 

Лифер в прынципе- не та область вложения средств, которая допускает/предполагает нищету хозяина. И вообще принцип работы с аккумуляторами- "купить сразу столько, сколько нужно БУДЕТ (не сейчас, а в будущем)". А не городить зоопарк типа "сегодня А123 по 3300mAh, завтра ноунэйм по 16 "кетайских" А*ч".
Это в солнечных панелях сгодится принцип "сегодня мне каэцца, что хватит 200Вт, но если что- куплю через год ещё 400-800-2800".

Как-то это тянет на принцип "каждой ячейке по DC/DC-преобразователю". Фикция ИМХО!
Идеальная батарея- это практически одинаковые по ёмкости и внутр. сопр. ячейки, всё остальное- снежный ком, летящий по склону горы.
С трудом верится в такие проекты несимметричных наборов ячеек!

 

Чтобы купить сколько будет нужно в будущем - нужно быть олигархом. ИМХО параллельная эксплуатация батарей разного срока выпуска и разной емкости (потом может не найтись именно такой как раньше покупали) оправдывает удорожание BMS.

BMS сразу рассчитывается под диапазон 200-10000ач, более мелкие батарейки не интересны (и под них есть китайские BMSки с переносом заряда). Т. е. предполагается делать проект для автономок с перспективами расширения. Проект будет опенсорс, коллективно разрабатываем, потом каждый сам себе собирает, либо скинемся на производство если будет спрос.

В каждой ячейке очень мощный зарядовый насос на переключаемых конденсаторах, проц с ацп и обвязка (система питания, драйвер ключей, источник опорного напряжения, опторазвязка). Большая часть себестоимости уйдет на батарею конденсаторов и ключевые транзисторы с нужными характеристиками.

Подобранная элементарная база:
AUIRF1324S-7P - мощные ключи (8шт на плату = 600руб)
IRF7509 - драйверы ключей (2шт на плату = 20руб)
EEUFM0J472L - конденсаторы 4700мкф x 6,3в U. lowESR (42шт на плату = 600руб)
LP2950CZ - LDO питания проца = 20р
проц из серии STM8L ~ 50руб
преобразователь питания для драйвера ключей и прочая обвязка еще не выбраны, на вскидку будет еще +300руб
изготовление платы мелкими сериями ~ 500р штука
итого приблизительно 2000 рублей себестоимость за самосбор

 

Очень нравится идея EZplus. Имею любительский опыт программирования микроконтроллеров. Если не найдется серьезных программеров, то могу поучаствовать в проекте.

 

перекачка энергии чисто кондёрами сразу рубит КПД до менее 50% (сам на эти грабли наступил...)

сколькиканальный контроллер Вы предполагаете собрать?

где Вы такую цену нашли?
www.electronshik.ru/card/auirf1324s8212international-rectifier-f1865600 http://ru.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=0&Ntk=gensearch&Ntt=AUIRF1324S
для чего такие мощные и низкоомные ФЕТы?

 

Значит у вас неправильно выбраны компоненты, они здесь очень много значат, либо что-то не так с режимом работы. КПД конденсаторного насоса можно практически сколь угодно приближать к 100%, правда ценой значительного удорожания. С теми деталями что я привёл расчетный КПД = 95% при токе 100а и 98% при токе 50а, учтены все основные потери.

Да сколько захочется пользователю. По максимуму будем ориентироваться на 48в автономку, это 15s. При КПД 98% и самом худшем сценарии перекачиваний энергии, с первой ячейки в последнюю дойдет 75%, что примерно соответствует КПД индуктивного преобразователя с 3.3 на 48в (такая архитектура рассматривалась в качестве альтернативы, была отброшена из-за худшего потенциала).

http://platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=177129429&group=204
Такие мощные и низкоомные феты нужны как-раз чтобы не было 50% потерь. Ultra low ESR конденсаторы в больших количествах туда-же (для конденсаторов крайне важны параметры ESR и ripple current) Феты включаются по 2 в параллель для еще большего снижения Rds.

 

читаем:
"Указанная цена является ориентировочной. После обработки заявки менеджером в счете будет указана окончательная цена."
имхотеп, цена окажется другой...
@

если Вы сейчас же не согласитесь, что там будет стоять индуктивность и диод Шоттки в паре с кондёром- я продолжу настаивать, что КПД такой перекачки- менее 50% на 1 транзакцию.

Для чего качать энергию последовательно между_ ?соседними? ячейками (если я Вас правильно понял)- если можно скоммутировать две- самую разряженную и самую заряженную- это разумнее и эффективнее...

Вы уверены, что лифер с радостью воспримет килоамперные токи позарядки? И какой толщины нужно будет зробить проводники по всей этой цепи?

И ещё- активные балансиры уже обсуждали. Дальше разговора, судя по всему, у зачинщика такой мечты- сделать активные балансир- дело тут не пошло...
отсюда
https://www.forumhouse.ru/threads/175055/page-14#post-5157578
и далее чуть.

 

Индуктивность есть, 10 витков провода на ферритовом кольце, она ограничивает ток в цепи (его величина будет регулироваться ШИМом), иначе конечно будут гулять килоамперы и греть ключи. Вместо диода рассматриваю вариант включить еще один ключ.

Это эффективнее, но схема получится слишком уж громоздкой, немасштабируемой и потребуются высоковольтные ключи с очень низким сопротивлением, что уже за пределами доступной элементарной базы. Тогда уж проще повышать напряжение и заряжать всю батарею от одной ячейки.

 

в 15s макс. напруга 55В, при худшем случае коммутировать надо 28В (с крайней ячейки на "середину")

https://www.forumhouse.ru/attachments/1086740/
имхо

 

Пожалуй начну с цифрового пассивного баллансира для 12в кислоты. Ко мне приехали 8шт GEL АКБ Delta 150, буду поднимать 96в автономку.

 

А какой инвертор на 96 В планируете использовать? У нас скоро должен появиться МАП на 96 В. Правда мощностью только 36 кВт. Весом 100 кг.
GEL АКБ Delta не совсем гель. Они сделаны по гибридной технологии (между гелем и AGM).