Pasivní balancery - kontrukce, zapojení

[kyocera]

K tomu co píše kodl69 zbývá jen dodat, že ten balancer se dá nastavit i pro jiné napětí, tedy i pro li ion.
A nedávno někdo hledal balancery pro li ion v jiném vláknu a navíc úplně na konci té diplomky je i motiv na výrobu DPS.

[solárník]

škoda, že midnite nemá takovejhle vývod

Bavil jsem se o tom s několika lidmi a došli jsme k tomu, že analogicky lze patrně použít vývod na teplotní kompenzaci regulátoru, který je osazen u každého schopnějšího kusu. Stejně se tepotní kompenzace u Li baterek většinou vypíná. Jen řízení toho vývodu bude trochu jiné, je potřeba simulovat teplotní čidlo. Ale mělo by to jít.

[JonasPP]

No bol tu menši dotaz na LiFe ktore použivam.Su to staršie 300Ah baterie z rozdielnou kapacitou,mierne nafuknute pri vrchu.Rozdiel je maximalne 20Ah a podla testov som sa dostal k tomuto zaveru.Pri solarnej elektrarni de su premenlive prudy odporučam nastaviť stred toho čo navrhujem.
Ak chceme využivať z baterii maximum a tlačiť do nich velke prudy okolo 1-3C,tak vrchne napätie je 3,6v ,ale po dosiahnuťi odporučam znižiť na 3,55v až do uplneho nabitia,teda,že klesne nabijaci prud takmer k nule.Spodna hranica je 2,5v pri zataži najmenej 1C inak treba hranicu posuvať viacej do hora.
Pri slabej zataži a nabijani okolo 0,01-0,05C je horna hranica taka ista ako pri maximalnom využiti baterie,ale z rozdielom,že pri pomalom nabijani drobnym prudom sa do baterie už od 3,45v skoro nič nedostane,teda možno dajake percento až dva (ak niesu baterie dajak poškodene).Odporučam teda pre maximalnu životnosť a netrapenie baterie nastaviť maximum na tych 3,45v .Spodnu hranicu zas nastaviť na 3v,lebo drobnym prudom pri takomto napäti už v baterii je maximalne 5percent zostatkovej energie.

Odhadujem,že z tohto dôvodu sa predajne balancere použivaju až od 3,6v ,lebo nabijanie velkym prudom okolo 1C a viac sa članok ešte nedobil ani na 90percent.Pre solarne elektrarne su ale tieto balancere na nič,maximalne zabrania totalnej okamžitej skaze,ale zbytočne skracuju životnosť.Keby išli aspoň od 3,55v tak im davam dajaku nadej.

[solárník]

Dnes jsem zkoušel u Tristaru rozdíl v nabití 600Ah banku při 3,45V/článek oproti 3,55V/článek (nabití do nulového proudu) a změřilo mi to rozdíl v nabití -1Ah . Tedy je to opravdu naprosté minimum.

[ota]

Tak to je velmi cenné zjištění. Zaznamenal jsi jaký byl rozdíl v době nabíjení ?

[solárník]

Kdyby pořád svítilo naplno, tak možná, bohužel dneska prošlo pár mraků, takže to bylo přerušované a není z toho poznat, jestli byla doba nabíjení nějaká jiná. Asi by se měla zlepšit účinnost. Při 3,55V mi vycházela účinnost nabíjení 97%, v ten moment počítadlo SOC opravdu došlo přesně na 100% při poklesu proudu na nulu. V následujících dnech se ukáže, jestli se při 3,45V účinnost zlepší nějak znatelně. Ale ten pokles pouze o 1Ah ukazuje, že je možné jít opravdu bez obav ještě níž, například jak zmiňoval kybos 3,4V. Prioritou je určitě pro každého maximální počet cyklů a ne nějakých pár Ah navíc.

EDIT - ono je to vlastně jednoduché, pokud máme graf vybíjení dostatečně malým proudem (kdy se přestává uplatňovat vnitřní odpor, například https://forum.mypower.cz/viewtopic.php? ... =20#p61917) tak na něm vidíme dvě kolena. Koleno nahoře a koleno dole. Myšlenka je taková, že "co je vně kolen, článkům škodí".

Tedy pohledem na graf lze odečíst, že by se mělo končit nabíjení opravdu při 3,3xx, maximálně 3,4V (to už tu uváděl kybos s odkazem na "střídače").
Se spodní hranicí je to složitější, tam k žádnému poklesu proudu na nulu nedochází, tedy se vnitřní odpor článků stále účastní procesu. Lze ale z grafu vyčíst, že při proudu 0,05C by se mělo končit rozhodně na 3,1V, to už je u všech měřených článků za kolenem.

[volente]

Samozřejmě, svoje LiIon provozuji v rozpětí 3,2 - 4,1V. Nevím přesně kolik by byl rozdíl při provozu 3,0 - 4,2V ale po zkušenostech s menšími bateriemi odhaduji tak 10 - 15% maximálně. V provozu s LED svítidly je to vcelku jedno, ty se nabíjejí 2x až 4x do roku, ale v FVE se raději držím menšího rozsahu. Pod 3,2V už je v LiIon jen velmi málo energie, napětí jde strmě dolů a zbytečně se rozbalancují. Horní hranice poskytuje dostatečnou rezervu proti problematickému přebití. U LiFePo to bude stejné. Těch pár Ah za to nestojí. Ve srovnání s Pb nebo NiCd je to co do účinnosti hvězda, jen není potřeba ji drtit na 100%. Tak na 90%, a je to v pohodě.

[dracekvo]

Ještě k dimenzování balancérů. Pokud některý z balancérů přestane stíhat, tak je problém, že nevím o regulátoru, který by měl možnost omezení dobíjecího proudu pomocí nějakého kontaktu. Určitá možnost je použití korekce nabíjecího napětí pomocí teplotního snímače a ten simulovat podle potřeby.
Já mám v plánu z balancérů vyvést kontakt, který sepne stykač na kterém bude pověšený přímotop a přebytečný výkon spálí.

[kodl69]

Já mám zase možnost odpojování stringů, ale zatím jsem to nevyužil (naštěstí)

[dracekvo]

To me taky napadlo. Ale uz me nenapadlo, jak spolehlive odpojovat 110V DC.

[rva]

To me taky napadlo. Ale uz me nenapadlo, jak spolehlive odpojovat 110V DC.

Variantou může být neodpojovat, ale dle zapojení třeba zkratovat (pokud to nevadí regulátoru).
Třeba taková nehomologovaná autožárovka 12V / 100W má proud 8.3A, což celkem odpovídá zkratovému proudu běžného stringu. Tedy když ho danou žárovkou zkratuji, tak napětí stringu poklesne na 12V.

[kodl69]

Jednoduše. Když mám třeba 3 stringy, a jeden odpojuji, tak odpojuji v podstatě napětí cca 30V a proud 8A, nic víc, prostě to , co je rozdíl mezi Umpp a Voc, a ve skutečnosti ani to ne. Takže malý bistabilní relé http://pandatron.cz/?2866&bistabilni_re ... u&mobile=1 to zvládá . Občas si s tím hraju, mám možnost to ovládat přes web rozhraní, tak si zapínám a vypínám. Všechny relé jsou tam už druhou sezónu a nevypadají, že by chtěly umřít. Klasickej Finder 4051 podstatně hůř nese sepnutí zdroje 24V/6A do nenabitýho kondenzátoru 2G, ten se občas slepí, ale tohle je bez zaváhání. A ani odpojení posledního stringu vlastně není nic extrémního, protože MPPT regulátor si drží v dané chvíli konstantní napětí, a tím vlastně sníží proud.

[honzaL]

Tady je komplet zapojeni balanceru s Maxim obvodem
Zdroj tady
https://www.rcgroups.com/forums/showthr ... matics-PCB
Jen je třeba upravit odporový dělič pro změnu napětí z 4.15V a zatěžovací odpory na menší. použitý mosfet má extrémně malý odpor v sepnutém stavu, ..............

Zdravím LiFePo_áky

Vyzkoušel jsem zapojení podle schématu a zjistil následující:
- zapojení je vhodné k tomu, k čemu bylo navrženo, tedy k dobíjení modelářských akumulátorů, kde se dobije na nějakou hodnotu s balancováním článků na konec nabíjení a potom k vypnutí nabíječky.
- tím, že není využitý vývod IO hystereze, tak nedojde k vypnutí balancování při snížení napětí na vstupu. Pořád se pálí energie na rezistoru.
- v této formě tedy pro balancování akumulátorů NEPOUŽITELNÉ .

Nicméně obvod MAX921 je zajímavý tím, že umí pracovat od 2,5V. IRF7455 je zajímavé sepnutím až 15A.
Maxim nabízí i obvody MAX923 což je dvojitý operační zesilovač včetně reference i hystereze a na tomto obvodu už to snad postavit půjde včetně nastavení hystereze (hranice zapnutí i rozpojení balancování). Zkusím jich pár sehnat a vyzkoušíme, zda to bude spolehlivě šlapat.

[solárník]

Divné. Pokud ten IO nemá jen hysterezi, pak by to mělo znamenat, že napětí pro zapnutí a vypnutí pálení energie jsou pouze velmi blízko sebe, ale nemělo by to znamenat, že se pálení už nevypne. To se mi nějak nezdá.

[kodl69]

MAX923 u mousera cca za 100Kč. ? proč? ATTINY 85 z ofic distribuce za 25Kč (aliexpres pod 20Kč), jeden výkonovej tranzistor (darlington nebo fet) a jeden odpor. Když přidáš dva optočleny (a k nim 4 odpory), tak máš i komunikaci do PC nebo nějaké jiné automatizace, monitoring a nastavování balancovacího napětí. Když přidáš feritový tráfko a diodu a zase kousek sw, tak máš balancer aktivní. Prostě když něco děláš 16x (32x) tak se cena za součástky a pracnost násobí tímhle číslem. Jako pasivní balancer má tím pádem význam něco s tl431 a trochou bižuterie za jednotlivý koruny, a nebo řešení s nějakým jednočipem. Kdybys chtěl na vývoji takovýho aktivního balanceru spolupracovat, klidně do toho jdu.

[JonasPP]

A chalani,už ma niekto lacnu jednoduchu schemu?Nepotrebujem skladať dalši PC ku každemu članku.Vlastne v každom vlakne de sa o tom začalo hovoriť to skončilo tym,že z jednoducheho obvodu sa z balancera stal samostatne stojaci počitač.
Prosim hocikoho aspoň dajaku funkčnu schemu,lebo už uvažujem cez tl431 napajať priamo 3-5voltove reladko,čo priamo zopne zataž na tvrdo,ale životnosť asi mala,chce to polovodič.Fakt netreba veľke prudy,stači aj do 1A.

[DanoP]

nerozumiem, kde je problem. Myslim, ze ovladanie by riesil schmidtov obvod s jednym nizkonapatovym OZ a zdroj referencneho napatia. Tym by sa spinal vykonovy fet do zataze (balancovaci prud).

[Jozef51]

JonasPP poslal som Ti adresu na uloz.to kde som takuto schemu dal. Je to s TL431 pracuje od 3.3V do 4.3V/1.5A (zmena hodnoty odporu R1 a nastavenia trimru R2). Da sa jednoducho upravit do 3A. S uvedenymi suciastkami pracuje
-start balancovania je 3.3 az 3.5V (nastavenie pomocou trimru R2) max. prud 1.5A,
-pracuje ako proporcionalny regulator v rozmedzi asi 50mV (nie Sch.klopny obvod!! - ten by mohol pri seriovom zapojeni balancerov 8-16ks riadne a nedefinovane rozkyvat regulator nabijania baterie),
-start balancovania sa upravuje zmenou hodnoty odporu R1 a trimrom R2.
Ale na jeho spustenie potrebujes laboratorny zdroj s nastavenim vystupneho napatia po cca 20mV a dobry digitalny voltmeter. Tomu sa tazko vyhnut. Neda sa ani vyhnut opatrnemu spustaniu balancerov v systeme baterie. Kazdy obvod je dobry az vtedy ked pracuje tam kde ma a... dobre:). Bateria, nabijacka, panely a slniecko je system ktory je kazdu sekundu iny. A balancery akekolvek ho budu ovplyvnovat tiez. Je lepsie keby balancery nemuseli byt. Ked musia byt tak je lepsie aby pracovali s cim mensim prudom, a to plati pre pasivne aj aktivne balancery.
Ku prispevku na fore nemozem pridavat prilohu a nemam ziadny program na kreslenie schem. Preto to uloz.to... a jpg.
https://uloz.to/!rTLqwBzYRJky/pasivny-b ... 500-v1-jpg

[solárník]

Jak to tu tak čtu, asi bude opravdu nejjednodušší konstrukce s ATTINY85

[DanoP]

Jak to tu tak čtu, asi bude opravdu nejjednodušší konstrukce s ATTINY85

Nemyslim, ze je to take jednoduche. Ked som napisal ze schmiddtov klopny obvod ala operak, zabudom som na jednu dolezitu vec. Ak spustim zataz (napr. 1A.) napatie na clanku poklesne, ale pokles musi byt v hystereznom okne aby sa nevypla zataz. Pri spojitom rieseni tento problem nie je - ono sa to samo ustabilizuje niekde v okoli limitacneho napatia.
Pri riadeni Atinnou treba riesit problem ako pri klonom obvode. Ozaj ake nechat hysterezne okno?
Zapnem napriklad pri 3,55V a vypnem 3.50V ? Je to len 50 mV. Dat tam casovac (minimalna doba zapnutia, vypnutia)?