Балансир для аккумуляторов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А теперь нужно определить, что значит некорректно будет работать?

 

Слишком рано или слишком поздно начинать балансировку.

 

При зарядке большими токами о балансировке не может быть и речи. Можно говорить о коррекции токов в сторону отстающих батарей.

 

Это и есть балансировка. Кроме того, именно в этот момент балансир поедает максимум мощности. Если бы это не было балансировкой - было бы еще хуже, максимум потребления без пользы.

 

Ну можно итак, если жалко энергии.
Хотя я бы не был столь категоричным на счет пользы.

 

А вы померьте и удивитесь
0,45 мА ЖЕЛЕЗНО потребляет.
Гляньте на семейства микросхем TLV431, TC54, MCP102, NCP304, MAX6375, ADM6326 - они жрут намного меньше, делают то же.
См. рисунок.
Мегаомными резисторами на питающем входе детектора напряжения добиваемся срабатывания полевика в диапазоне 2...120В входного.

Замечание 2: Чтобы нагрузка в вашей схеме не "звенела" и отпала нужда в хрупких и недолговечных лампах накаливания - в базу транзистора ставьте конденсатор 100 нФ на массу. Нагрузка - проволочный резистор.
Пареллельно ему ставим светодиод оптрона для выполнения п. 3. моих пожеланий к балансиру. Через ещё 1 резистор, ограничивающий ток оптрона при выбранном напряжении аккумулятора.

Замечание 3: когда все 4-8 балансиров сработали, выходы оптронов, объединенные по схеме "И" должны отключать силовым полевиком ток заряда для улучшения теплового режима схемы и улучшения общего КПД системы.
Я такой концепт предлагал на этом форуме, но не проверил ещё: https://www.forumhouse.ru/threads/98562/#post-2497399

 

Проверил имеющиеся батареи -

1. Резервная система на 48 v, 4 шт. AGM 12 v, 200 аН - буферный режим, в эксплуатации с мая -
13,780 v, 13,805 v, 13,786 v, 13,852 v.

2. Миниавтономка 24 v - две цепочки, в каждой 2 шт автомобильных 12 v 55 аН - видавшие виды.
цепочка номер один - 14,05 v, 13,96 v.
цепочка номер два - 14,00 v, 14,01 v.

Хочу заметить - первая пара в лучшем состоянии по критерию плотности электролита (1,24) при полном заряде - эксплуатировалась всегда в последовательном включении. Вторая пара - первые полтора года работала в параллельном включении, засульфатированы (1,22).

 

Все добрый день! Jabber, для буферного режима у AGM батарей у Вас слишком высокое напряжение. Необходимо уточнить его у производителя, обычно оно находится в пределах 13,4 - 13,6 В. А это приводит преждевременному старению, я как раз хотел привести статью по этому поводу.

В качестве продолжения развития теоретических вопросов по балансирам, предлагаю всем прочитать статью Юрия Черкашина "Зарядно-разрядные вольт-амперные характеристики аккумуляторов. Выравнивание напряжений в последовательной группе". https://www.power-e.ru/pdf/2009_4_90.pdf
Эта прикладная статья весьма наглядно демонстрирует проблемы использования АКБ в последовательном включении. Поэтому прочитав эту статью, опять возвращаешся к вопросу целесообразности использования балансирных систем. В этой статье было упомянут такой способ балансировки как выравнивающий заряд, и даны оценки его эффективности. Это стало особенно актуально с появлением в широком употреблении батарей со связанным электролитом. Эти батареи не позволяют использовать метод выравнивающего заряда и следовательно требуют другого решения проблемы выравнивания. В этой связи встает вопрос использования различного вида балансирных систем. В настоящее время венцом развития балансирных систем являются так называемые BMS (Battery Monitoring System). Так вот, в настоящее время существуют такие системы для широкого круга АКБ, но наибольшее распространение они получили в переносной компьютерной технике и другой мобильной технике использующих литиевые батареи, вот пример: http://www.unimag.eu/product/smart-bms-sistema-upravlenija-batarejami/#.UGlO75Z1D4Y. Для больших кислотных АКБ тоже существуют такие системы, которые контролируют самые различные параметры (напряжение, ток, температуру, давление, плотность электролита, его уровень и т. д.) причем для каждой банки в отдельности. Но стоимость таких систем просто зашкаливает. Поэтому и используются они в основном на очень ответственных направлениях. Вот один из примеров такой системы:http://www.abitech.ru/equipment/GE-DE/bms.php.
На том думаю сегодня закончить и предположить, что главным нашим стремлением должно быть изготовление "народного" BMS для кислотных систем.

Я уважительно отношусь ко всем проявлениям творчества и всегда его приветствую, но иногда приходится подвергать сомнениям даже то что сделал сам. Поэтому прочитав Ваше сообщение, тут же бросился проверять потребление. Уже по пути вдруг вспоминаю порядок цифр - 0.00045 А. И сопоставляю эту цифру с величиной саморазряда АКБ, после этого сразу успокаиваюсь но проверить все же решил. И действительно удивился, величина потребления отключенного элемента составила 0.00015 А. Ну и о чем после этого можно рассуждать. Ни чего личного, только цифры.
По пункту 2, я приведу пример использования ламп накаливания в генераторах синусоидальных колебаний, для стабилизации амплитуды. В электрических схемах лампа ведет себя как резистор с положительным температурным коэффициентом. Это позволяет схеме в которой стоил лампа вести себя как самостабилизирующаяся. А вот проволочные резисторы действительно звенят, и ещё как. А хрупкость ламп уже давно ни кого не пугает, ведь их используют в очень тяжелых условиях эксплуатации (автомобилях).
Пункт 3 в принципе легко реализуем концептуально, но он противоречит вопросу повышения КПД, так как заставляет ждать зажигания всех элементов в Вашей схеме. А ведь это тоже доп. затраты. Уж лучше просто подключать балансирную цепь в момент перехода в режим поддержания заряда и определять этот переход по датчику тока тем же оптроном. В эом случае затраты будут только на разбаланс и все, причем время выделения тепла будет сокращено до минимума - 10 - 30 минут. А так идея хорошая.

 

Нолик не потеряли? Может 1,5 мА?
Параметры вашей схемы нужно измерить на нескольких платах и нам сообщить (макс.ток балансировки, ток утечки, ТКН и т. п.).

"Народный" - значит массово изготавляемый и применяемый.
Может кому-то понадобится устройство для 7 А*ч батарей, оставленных на всю зиму без подзаряда.
Серийно выпускаемые балансиры обычно имеют собственный ток утечек <1% от тока саморазряда батареи.

Ещё я против подстроечных резисторов - это ненадёжный элемент, обычно ставят прецизионные постоянные.
Ну и лампы с их цоколями всё-таки не ставят в массовых конструкциях. Технологичность и надёжность страдают. Гляньте платы других разработчиков - всё жёсткое и нет лишних подвижных контактов, только пайка.

P. S. в мощных системах наверное нужен автоматически включаемый вентилятор для защиты от долгого перегрева.

 

О! Месье знает толк в извращениях!
В остальном все верно. Действительно, современтная элементная база позволяет без подстройки получить точность в пределах1,5%. Остается одна проблема - как быть с разношерстным парком АКБ?

-
Да, уж... Все нужно считать. 1,5% без регулировки - реальная точность на доступных комплектующих. Для 14В это будет 13,79...14,21. Плохая точность.

 

Согласен!

А народный не значит промышленный. Народный это то что народ сам может для себя сделать, пусть и не всегда по прмышленному качественно но работоспособно.
К сожалению нет нолика я там не добавил. Прибор то он цифровой и запятые ставит сам. А разные токи я уже замерял и выкладывал в самых первых постах, можете прочитать там ни чего нового.

Вы наверно не внимательно читаете (извините), но я неоднократно писал ранее и совсем недавно, отвечая Вам, что включение лампы происходит максимум на 30 минут, при этом транзисторы не греются. За 30 минут пускай горят все четыре лампы по 10 ват. Т. е. 40 ват на пол часа, что Вы сможете нагреть? Надо отметить, что лампы энергию не только в тепло переводят, но и света чуточку дают, в отличие от резисторов. И прошу учесть это в самом экстремальном варианте. А так 2 - 3 минуты и все. Особенно если там разбаланс на 0.1 - 0.5 В.

 

Что-то я совсем запутался. Помогите.
Имеем батарею из четырех АКБ (две параллельные цепочки из двух АКБ на 100Ач).
К ним подключено интеллектуальное зарядное устройство. Согласно паспорта (http://www.wybor-battery.com/doc/DJM/DJM12100.pdf) напряжение заряда в буферном режиме должно быть в диапазоне 13,5-13,8V. В настройках зарядного устройства выбран профиль с напряжением заряда 27,4V (по 13.7 V на АКБ).
Когда начинается зарядка (3-ех стадийная), на первой (bulk) фазе идет заряд заданным током (20А). Напряжение на АКБ постепенно растет.
При достижении напряжения порядка 29 V начинается фаза абсорбции с постоянным напряжением. Ток в ходе этой фазы постепенно падает и когда он достигает определенного значения начинается третья фаза зарядки (float) c постоянным напряжением 27,4V.

Возникает вопрос, на какое напряжение должен открытия быть настроен балансир? Если его настроить на заданное производителем напряжение 13,7V, то тогда он откроется еще в начале фазы абсорбции, когда зарядное устройство поднимет напряжение до 29 V и зарядки на этой фазе не будет. Если его настроить на 14,5 V, то какой в нем тогда смысл? (в режиме float он вообще работать не будет)?

Для наглядности нашел похожий график зарядки

 

Этот вопрос много раз уже обсуждался и в этой ветке и в других. Балансир однозначно должен быть настроен на напряжение 13.7 В. в Вашем случае. Если вас смущает дополнительный отбор тока, так он зарядке не помеха (при учете использования рекомендованных номиналов). А если Вам жалко переводить электричество (не очень много) в тепло, то необходимо сделать подключаемый балансир и подключать его уже в процессе перехода ЗУ в третью стадию заряда.

 

Это очень хороший вопрос. Очень принципиальный. Автор данного балансира предлагает использовать его для балансировки в режиме float. Именно этим и обусловлено применение ламп накаливания. Такой подход позволяет сбалансировать напряжение батарей с очень высокой точностью, но имеет меньший КПД.
К плюсам данного метода можно отнести своевременную индикацию умерших батарей.
Я склоняюсь к мысли, что балансировать нужно как раз на стадии абсорбции, устанавливая напряжение балансира равным максимальному напряжению для данного типа батарей. В Вашем случае это 14,5В.

 

Вынужден огорчить Вас. Процесс балансировки (как показала практика и не только моя, смотри статью Ю. Черкашена) проходит очень длительный период от 1 до 10 недель. Какой ток на стадии абсорбции сможет решить эту задачу?