Aktivní BMS/"přelévací pumpy"

[Matess]

me se lfp rozchazi o 50mV uz okolo 3,2V...

[marko250]

me se lfp rozchazi o 50mV uz okolo 3,2V...

Nejde o rozcházení z vybitého stavu ale strmý nárust napětí,kdy po dosáhutí 3.5V hranice letí nahoru oproti jiným co tam ještě nedolezly.Přez 3.5V bys to neměl již provozovat,protože do článku už nic stejně nedostaneš a jen hrozí přepětí a destrukce.No a ty pumpy průběžně v pásmu od 2-5V vyrovnávají oběma směry články na stejnou hodnotu.

[Matess]

jsem tady psal prispevek a nekdo mi zavolal a omylem jsem to zavrel... kruci..

tak jeste jednou... Pokud mam ale LFP 12s2p (10Ah Wina) a nabijim nabijeckou 5A do 42V (3,5V na clanek), a bude tam tato prelevaci pumpa ikdyby jen s proudem okolo 1A, tak verim tomu ze se baterka musi stihnout srovnat v prubehu nabijeni. Nebo mate jine zkusenosti?

Chci ted na kole prejit z 12s2p LFP na 14s12p 18650 Liion a tam bych rad nejakou takovou prelevaci pumpu vyuzil, protoze si chci sam zvolit koncove napeti - pro beznou denni jizdu mi bude stacit neco okolo 4-4,1V na clanek a pokud vim ze pojedu dal, tak je klidne nabiji az na 4,2V. Nicmene zadny ochranny obvod / sbm na tohle proste neni pripraveny - obvykle balancuji az na 4,35V. Tato prelevaci pumpav mensim provedeni se zda jako universalni a optimalni zarizeni.

[PLC]

Tak zase po delší odmlce zprávy z bojiště,

- nejprve se minulý pátek stala nepříjemné událost a to, že mi shořel osciloskop a vzal s sebou USB porty notebooku
- tak jsem byl nucen čekat na to než dorazí nový, tentokrát standalone provedení, nechci riskovat odpálení portů u dalšího PC. Ten dorazil ve středu a tak se mohlo pokračovat v testování.
- během testování se došlo k závěru, že v nové konfiguraci tranfa se zvýšením napětí sběrnice se vždy balancují k sobě 4 články to znamená u 8-mi paku 1-4 v rozsahu 10-15mV a 5-8 v rozsahu 10-15mV, ale 1-4 k 5-8 jsou v rozdílu 30-50mV.
- měnil jsem různá nastavení obvodu a vždy se po každé změně čeká a zkouší idle/charge/discharge proces s intervaly 2-4 hodiny mezi jednotlivými fázemi. Je to neskutečně časově náročné.
- další poznání mne přivedlo k tomu, že v pondělí objednám ještě jiné typy jader pro otestování, protože aktuální indukčnost je nízká a tudíž pulsně málo účinná. Zkusím to s indukčností 100x vyšší a pak bude snad jasnější kudy se dát.
- taktéž balancéry se frekvenčně ovlivňují pomocí propojů na článcích.

Je to velmi vyčerpávající boj... ale žádná válka se nevyhraje za den...

Jinak paralelně s touto verzí rozjedu ještě obousměrnou balanční variantu s integrovaným řízením a odměřováním kde budou 2 plánované varianty 4A/4A a 10A/10A, kde bude výsledná balanční účinnost vyšší a rychlejší, protože se zde dá aplikovat součtový a rozdílový efekt. A bude pracovat asynchronně, tudíž to bude účinější. Názorný příklad mám 2 články nabité víc, tak pro oba aktivuji vybíjení 4A a pro zbývajících 6 aktivuji nabíjení 4A, to znamená v danou chvíli mám balanční výkon pro rovnání 8*4A=32A respektive 8A vybíjím + 24A dobíjím a jedná se o cílené balancování dle integrovaného odměřování. Jeden modul by umožňoval připojení 4-12 článků a tudíž jeho flexibilita bude dost užitná, moduly bude možné spojovat jak sériově. Pak by se do jednoho vložil modul s řídící logikou a ostatní by byly jako slave a řídil by je modul master s osazeným řídícím modulem.

[PLC]

Tak se to večer potvrdilo se současnými trafy to potřebuje chlazení a pak to za 6 hodin nabíjení pouze 7.5A stáhlo baterky k sobě bez chlazení se to rozkmitalo, protože vlivem teploty docházelo ke změně elektromagnetických vlastností obvodu. Dnes objednám jiná jádra a pak namotám další várku jader a to už bude ta správná cesta. Teplota je vysoká vzhledem k velkým pulsním proudům balančních modulů které šli přes 30A a po 4 hodinách nabíjení se články pohybovaly v pásmu min-max 35mV z původních 65mV před aktivací nabíjení a články s nejnižším napětím průběžně měnili pozice.
Test probíhal na nižší frekvenci a tak to byla lahůdka to poslouchat takovou dobu.

[kyocera]

Zdravím,
já žádné takové aku nemám a tak nemám ani praktické zkušenosti. Rozumím snaze ušetřit něco energie
aktivními přelévacími pumpami, ale na druhé straně vidím, že velké většině uživatelů stačí ke 100Ah
přidat 2 ks těch nejlevnějších pasivních modulů .Tedy ten známý modul s 1,7A .V diskuzi mého odkazu to správně popisuje JML , vysvětluje to tím, že na balancování stačí moduly s malým proudem, protože správný regulátor
ke konci nabijení omezuje proud a tak na závěrečné vybalancování stačí opravdu malý proud.
JML má svoji elektrárnu popsanou zde.

http://www.mojeelektrarna.cz/moje-elekt ... rettyPhoto

A o těch modulech podrobněji píše JML ve starší diskuzi pod článkem. Také mě na tom článku od autora co
svoji elektrárnu popsal překvapil výpočet návratnosti, kde dochází k závěru, že v případě FV se jedná
o investici s výnosem 9,49 p.a ročně. Velmi slušný úrok , jen si říkám, zda výpočet úroku 9,49% p.a,za rok
vychází z obecně uznávaných ekonomických modelů... Ale zpět.
Také jsem mluvil i s dalšími uživateli a všem těm stačí max. 2 pasivní moduly paralelně na 1ks
článku. Když vezmu účinnosti jednotlivých modulů při aktivním balancování , velké proudy co zmiňujete
tak na jedné straně velice oceňuji výzkumně vývojový úkol, jak jste problém uchopil, ale na druhé straně
když vidím velké množství uživatelů s pasivními moduly, říkám si, kde je správná cesta , mezi těmito
2 mi názorovými proudy ? Omlouvám se za moji troufalost,dát příspěvek , vzhledem k tomu, že žádné LiFe nemám
a nemám ani žádné praktické zkušenosti z LiFe.

[marko250]

kyocera> s life je to průběhově dost boj,výchozí stav baterie vyčerpaná,kdy podle nejnižšího napětí na článku a zvolené hodnoty(3.00V) dojde k vypnutí měniče a jiných blbůstek na baterce.Zůstává regl a nějaké měření,či dohled,ten ráno začne cpát energiji z panelů do článků, které bez pump mají klidně rozdíl i 0,2V(3.00-3.20V) díky různému vnitřnímu odporu a kapacitě.Čím starší a namáhanější lfp tím větší rozdíly mezi články.Energie teče a ty slabší více vybité články rychle doženou ty silnější a při 3.40V je bohužel začínají předbíhat.Regl mezitím stále jede v Absorbci kdy pere plnou nastavenou hodnotu proudu uživatelem.No a najednou příjde ten slabý článek před absorbcí do bodu zlomu 3.50V a letí raketově výše oproti těm co mají teprve 3.40V a celkové napětí paku má regl ještě v Absorbci ,takže pere dál plný proud.Toto je stav bez pump,kdy musíš vše snížit podle nejslabšího článku a neustále kontrolovat co se děje s ním dál,protože dříve odevzdá náboj a dříve je naplněný.Díky tomu máš doma investici využívanou jen z 75% třeba a v krajních hodnotách slabý článek dál degraduje oproti zbytku více,protože pracuje na 100%. Po nasazení 1,7A spalovače na takový článek nezabráníš přebití,ani kdybys tam měl dva na sobě ale tak deset.Samozřejmě se situace mění s přechodem do Floatu ,kdy si regl už jen udržuje napětí a proud,které je menší než pro absorbci.Pokud ale nepoužiješ maximální napětí a daný proud pro svou kapacitu v absorbci,tak jednoduše nedostaneš do těch silnějších článků potřebnou kapacitu energie.
No a tady dostává slovo pumpa,která to drží stále na stejné startovní čáře jak nahoru tak dolů.Tím pádem prodlužuješ chod,rovnoměrně rozkládáš energiji na články,vyhneš se přebití slabých a nevyčerpání silných a nemusíš kolem toho nervózně skákat a hlídat jednotlivé články.A hlavně jedeš 3.00-3.48V jak z/do baterky.Nemá smysl tady debatovat o právě koupených článcích z jedné série,ale o jetém LFP,které máme vlastně všichni ,protože od chvíle zapojení už se jetým stává.Potíže s vyrovnaností je částečně řešitelná buď přidáním menšího článku k slabému kusu paraelně,nebo pumpy.

PLC>nepomůže té teplotě právě to zalití do hmoty?

[PLC]

Zdravím kyocera,
tak já se k tomu mohu vyjádřit asi následovně:
1) Co je jednodušší k regulaci souměrnosti nabíjení sériově zapojených baterií podle typů:
a) Pb - velmi jednoduché pro regulaci vzhledem k velkému pracovnímu rozsahu napětí.
b) Lithium - složitější a obtížnější vzhledem k profilu (plochosti) křivky rozsahu pracovního napětí
2) Můj a myslím si, že nejen můj názor ohledně metod balancování:
a) Pasivní balancování - toto je nejúčinější metoda vzhledem k aktivaci při dosažení nastaveného užitného maxima, kdy jednotlivé články jsou v malých rozdílech a aktivuje se pouze při dosažení požadované hodnoty. Pokud vezmu v úvahu zmiňovanou inteligenci nabíječe čí regulátoru, pak tento začne reagovat snížením koncového proudu až v případě, kdy celkové napětí banky dosáhne hodnoty pro tuto regulaci. V případě aktivního pasivního balancování dochází pouze k přeměně přebytečné energie v teplo a tudíž ke ztrátě vložené energie úměrné pasivnímu "zkratování"
b) Kapacitní balancování - zde zmíním pouze mnou ozkoušenou variantu použitou u Pb kdy za použití modulu pro 4x12V a jedné externím baterie, balancér automaticky dorovnává kapacitu všech baterií pomocí externí baterie. Tato verze funguje jak při nabíjení tak při vybíjení.
c) Transformační balancování (Flyback) - jednosměrné balancování, kdy obdobně jako u pasivního po docílení nastavené hranice může dojít k aktivaci balancování a nebo může být plynule řízeno během průběhu nabíjení a tak rovnat vše v průběhu a ne až na konci. Velký rozdíl je v tom, že při této technologii je energie z článku odčerpána s účinností kolem 90-94% a vrácena zpět do krajních pólů bateriové banky, kde dochází k průchodu energie zbytkem článků a tím i k jejich dobíjení.
d) Transformační obousměrné řízené - jedná se o balanční systém, kdy je umožněno pomocí externího řízení na základě odměřování provádět u jednotlivých článků nabíjení/vybíjení při použití krajních pólů baterie dle potřeb k zajištění maximální shodnosti jednotlivých článků tato metoda má účinnost 92-96%, ale potřebuje externí řízení s precizním odměřováním a progresivně se využívá v jakékoliv fázi nabití článků pro stálé zajištění jejich rovnosti.
e) Transformační obousměrné autonomní - toto je naše současně rozpracovaná metoda, kde hlavním principem je využití nastavené harmonické frekvence v součinnosti s pulsním efektem, který vyšle z každého balancéru energii na sběrnici a následně ten který je slabší tuto energii v opačné fázi absorbuje.

Tak to jsem se zase vyblábolil...

Jinak je každého věc jaký typ balancování chce používat, nikdo tady nikoho nepřesvědčuje o tom co je lepší, ale spíše chceme uznat funkčnost takového balancování na úkor starým historickým metodám.

marko250>pochybuji že zaizolování by pomohlo, jestli dnes odešlou jádra tak to zítra namotám a večer/ vnoci otestuji, v trafech je zakopaný pes to jsem za poslední tři dny zjistil při použití větších EE traf, kdy to dupalo pěkně, ale trafa jsou 2x větší než samotný balancér a cena také nic moc.

[rottenkiwi]

Pri nabíjaní zozídených článkov nepotrebujem prelievaciu pumpu, lebo do toho plného sa mi aj tak
nič nevojde, tam potrebujem len bypass a o toľko musím znížiť napatie z reglu, aby sa mi znížil
nabíjací prúd, pre ostatných n-1 článkov. Ak sú už všetky nabité, tak zase nepotrenujem pumpu,
potrebujem len reglu oznámiť, že "koniec".

Pri vybíjaní nastane situácia, že aspoň jeden článok, je na úrovni tesne pred vypnutím,
potom potrebujem do toho článku/článkov dostať niečo z tých, ktoré majú vačšie napatie.

Lenže tu to nemá zmysel, aj vybíjací prúd je vačší, ako prečerpávací, takže asi by bolo lepšie
znova daný článok odpojiť, požívať n-1 a k nim pripojiť ďalší záložný, zatiaĺ čo do toho
najvybitejšieho prečerpávam.

Prečerpávať má zmysel, malými prúdmi pri vyššom napatí, t.j. určite nie pri 3.5 či 7 V.

Preto by bolo vhodné urobiť optimalizovanú programovateľnú pumpu/bypass, kde si ja ako
užívateľ a programátor, naprogramujem správanie pumpy, ako ja chcem, nie ako to niekto
natvrdo vyrobil a zalial do blacboxu a mne ako hlupučkému, neostáva nič iné, len sa prizerať,
jak v tej rozprávke "A je to".

[PLC]

rottenkiwi> Máš vcelku pravdu, ale pokud je baterie "napřed" balancér energii odebírá a "dává" k dispozici ostatním co v nárustu pokulhávají. Pokud jsou srovnané, tak se nic neděje a balancér přejde do klidového režimu. Já mám v současných prototypech napětí sběrnice bez špiček +/- 8-12V a je to nejmenší jít výše. To co je markantní je pulsní profil na trafu, kdy napětí vstupující do balancéru musím mít vždy o mezičlánkový rozdíl + 1V větší úroveň, jinak je to zbytečné pulsování sem a tam.

Varianta řízeného transormačního obousměrného balancování je prostě dražší než toto provedení a to je zkrátka realita, i když už to obsahuje odměřování a výkonové řízení plus trafa, tak musí být jěště něco nad tím co tvoří strategii.

[kodl69]

Řekl bych, že "přelévací" balancery budou jistě v nejbližší budoucnosti komponentem v bateriích pro elektromobily - všichni by rádi rychlonabíjeli, ale při tom má hodně velký vliv vnitřní odpor článku - pokud jsou i malé rozdíly, napětí jde nahoru a díky tomu se nabíjení ukončí, a klasický balancer nic nesrovná, a baterka, pokud není aspoň jednou za čas nabitá pozvolna, s klasickým balancováním, se rozchází čím dál víc. Tomuhle jistě přelévací balancer zabrání, ale další věc je sofistikované měření, které podle napětí na článcích při různých režimech dokáže odhalit odcházející článek dřív, než elektrobus skončí zastávku před konečnou bez elektriky....
to Kyocera: ty balancery na 3,6V jsou pro LiFePo4 jenom kosmetický doplněk, to nejsou balancery ale bižuterie. Pasivní balancer vypadá jinak, a není to ani ON-UTP4...A spíš bych řekl, že balancer je A a BMS je B, takže min. balancery s funkcí BMS nebo tuto suplovat cellogy nebo aspoň modelářskými voltmetry, pokud je v dosahu poučená obsluha. Ale to už je drátařina nehrubšího zrna. Pokud někdo spoléhá na ty pseudobalancery a ani neměří napětí na článcích, odsoudil je k poměrně brzkému konci.....

[PLC]

Tak již 5,5 hodiny testuji novou specifikaci komponentů a zapojení a vypadá to zatím dobře.
Nejprve jsem to nechal běhat bez vnějších vlivů 3 hodiny a čekal jestli se baterky srovnají a to se podařilo za cca 1,25 hodiny na hodnotu 15mV. Pak jsem to nechal, měřil a pozoroval zdali se to nebude nějak "plašit" a ohřívat až do uplynutí 3 hodin.
Následně jsem připojil pouze 100W zátěž a měřil, zdali se budou články držet u sebe a po dobu dalších 2,5 hodin se průběžně drželi u sebe min-max=10-15mV. Po této době se začalo pásmo rozšiřovat 15-20mV a nejslabší článek na pozici vystřídal jiný článek.
Nyní počkám až to bude celkem 6 hodin od začátku testování a pak začnu nabíjet.

Po celou dobu je teplota komponentů max +5-8°C od okolní teploty - konečně

Jak proběhne test nabíjení podám hlášení

Jenom to pištění je šílené...

[burda]

Škoda, že se nepodařilo zrovna při "rekonstrukci" vyřešit i přechod na vyšší frekvence, které už ucho nevnímá. To pistění je vzhledem k umístění mých baterek limit proč do tohohle balanceru nejít. Poslouchat to celý den, by mě z toho asi...

[PLC]

Jakmile bude znám prouběh aktuální funkce mělo by být možné přejít na vyšší frekvenci, každopádně otázkou je výsledná účinnost balancéru na vyšší frekvenci. Jde o to aby se výsledná energie netloukla v trafech a bylo možné předat maximální energii z jádra ať ven či dovnitř.
Uvidíme jak dopadne test, pro mne je teĎ důležité, že se podařilo první prototypy předělat tak aby se to již nehřálo a pak se uvidí. Není všem dnům konec

[PLC]

Tak jsem to dotestoval, maximum co z této konfigurace dostanu je 4kHz, ještě zkusím pořešit jestli to nepůjde nějak "odhlučnit". Jinak pro vyšší frekvence to bude zase laborace s jiným trafem, které by umožnilo jít nad 20-25kHz s dostatečným výsledním výkonem. To se mi bude dnes konečně dobře usínat a hlavně dříve jak po jedné hodině ráno

[kodl69]

Dnes nabízí TI spínaný zdroje na 2.4MHz, to železoprachový jádro (předpokládám že je to tohle) by mělo bez omezení fungovat do 200kHz, tak jediný co mě napadá, jsou kapacity gate fetů a jejich rychlost spínání, ale to na 20kHz snad nebude tragédie. Zase na druhou stranu, aspoň je slyšet, že to jede, není potřeba žádná kontrolka...

[marko250]

Máš už hodnoty s umělou zátěží třeba dvou článků(podbitý/přebitý) v sadě při různých vstupních stavech do baterky?Jinak paráda,že se Ti už povedlo základ stabilizovat .Máš k dispozici 40Ah články že?

[PLC]

Dnes jsem mimo, ale testoval jsem to na ruzne rozhozenych clancich vzdy v 8-paku a clanky jsou 100Ah.

[burda]

Zdravíčko, jak to vypadá aktuálně s projektem aktivního BMS ?

[mopadzi]

Zdravíčko, jak to vypadá aktuálně s projektem aktivního BMS ?

také by mě to zajímalo....