Pasivní balancery - kontrukce, zapojení

[Jozef51]

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

A sme pri opat mikropocitaci:) Nie, ze by som ich zavrhoval, vela problemov pocitace bez zavahania vyriesia. Otazkou zostava - ake problemy prinesu. No a tie su dvojakeho druhu. O prvych vieme a pocitame s nimi. Horsie, ze existuju aj tie druhe. A to byva prusvih...
Z prispekov v tomto fore sa mi zda byt vhodna koncepcia - pasivny balancer nastavitelny beznym multimetrom a srobovakom. Zakladom proporcionalna regulacia v pasme 50-100mV a 1.5A balancovaci prud. Mat moznost pomocou srobovaku pripojit 1, 2, 3 dalsie odpory a ziskat, ak je to treba, balancovaci prud 3-4.5-6A.
Solarnici. Mohlo by to tak fungovat?

[solárník]

DanoP: Takovy "problem" s poklesem napeti ale bude u jakehokoli balanceru. Pri spinani fetem je to ale prece jedno ne? At to klidne spina 100x za sekundu. V pripade pochybností neni problem odladit a naprogramovat velikost jakekoli hystereze.
Otazkou spise pro mne, protoze jsem to nezkousel, jestli attiny dokaze pri takovychto zmenach napeti (ktere ho asi i napaji) stale presne zmerit jeho presnou velikost. Tedy aby kolisani napajecky nemělo neblahý vliv na presnost mereni AD vstupem. To by nam asi osvetlil Kodl, ten uz to urcite bastlil Da se to primo napajet napetim clanku?

[Jozef51]

DanoP: Takovy "problem" s poklesem napeti ale bude u jakehokoli balanceru. Pri spinani fetem je to ale prece jedno ne? At to klidne spina 100x za sekundu. V pripade pochybností neni problem odladit a naprogramovat velikost jakekoli hystereze.

Solarnik - presnejsie by malo byt - Takovy "problem" s poklesem napeti ale bude u jakehokoli balanceru s dvoupolohovou regulaci - t.j. regulaci vypnuto/zapnuto.
Vo vseobecnosti dvojpolohova regulacia je iba specialnym pripadom regulacie a jej obluba v pocitacovej technike je preto, ze sa cez pocitac realizuje velmi jednoducho. No zvycajne to nie je ta najoptimalnejsi druh regulacie. A niekedy "jednoducha" dvojpolohova regulacia byva aj dost tazko zvladnutelna. Ale kludne vo fotovoltaike a bateriach to moze fungovat. Tu nemam skusenosti.

[volente]

Tak mě napadlo jestli by nešlo použít moje zapojení pro spínání měniče s 555kou viz. https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=44&t=3006. Použít 555 CMOS, ta funguje od 3V, pro stabilitu napajení ji podepřít TL 431 nastavenou třeba na 3,2V a dvěma odporovými děliči nastavit práh sepnutí a vypnutí zátěže. Já potřebuji balancovat na 4,1V takže já to asi vyzkouším.

[DanoP]

ak nebude problem so spinanim tak by som isiel do napatoveho detektoru co sa pouziva v priemysle napr. nieco ako TPS3711 (cena menej ako 2€). Ma to 400mV referenciu, komparator s hystereziou. Ak by sa spravil delic na 3.55 V (zapnutie) tak by to vypinalo s cca 45mV hystereziou.

ZaklZap.PNG (14.4 KiB) Zobrazeno 1183 x

Takychto obvodov je priehrst, a cena 1 - 2€, bežne dostupne v kusovom mnozstve.

[kybos]

Z prispekov v tomto fore sa mi zda byt vhodna koncepcia - pasivny balancer nastavitelny beznym multimetrom a srobovakom. Zakladom proporcionalna regulacia v pasme 50-100mV a 1.5A balancovaci prud. Mat moznost pomocou srobovaku pripojit 1, 2, 3 dalsie odpory a ziskat, ak je to treba, balancovaci prud 3-4.5-6A.
Solarnici. Mohlo by to tak fungovat?

A nebylo by přece jen komfortnější zotročit nějaký jednočip s přesným převodníkem a PWM výstupem pro výkonový tranzistor? S takovou koncepcí by pak nějaká komunikace směrem o článek dolů případně o článek nahoru ve stringu neměla být problém a řešení komplexního systému nabíjení by pak mohlo zvládnout i arduino včetně nadřazeného systému a místo obcházení článků s voltmetrem a se šroubovákem by bylo možno provádět monitoring odkudkoliv ze sítě. Pak by stačilo jen jednou za čas provést kalibraci převodníků a bylo by vystaráno.

[JonasPP]

Z prispekov v tomto fore sa mi zda byt vhodna koncepcia - pasivny balancer nastavitelny beznym multimetrom a srobovakom. Zakladom proporcionalna regulacia v pasme 50-100mV a 1.5A balancovaci prud. Mat moznost pomocou srobovaku pripojit 1, 2, 3 dalsie odpory a ziskat, ak je to treba, balancovaci prud 3-4.5-6A.
Solarnici. Mohlo by to tak fungovat?

A nebylo by přece jen komfortnější zotročit nějaký jednočip s přesným převodníkem a PWM výstupem pro výkonový tranzistor? S takovou koncepcí by pak nějaká komunikace směrem o článek dolů případně o článek nahoru ve stringu neměla být problém a řešení komplexního systému nabíjení by pak mohlo zvládnout i arduino včetně nadřazeného systému a místo obcházení článků s voltmetrem a se šroubovákem by bylo možno provádět monitoring odkudkoliv ze sítě. Pak by stačilo jen jednou za čas provést kalibraci převodníků a bylo by vystaráno.

To hej,ale ak mam baterie,menič a solarka z regulatorom,nič viac?Ako ustražim članky,ak taku srandu treba programovať,je 5-10 nasobne preplatena oproti jednoduchej srande,ktora splni to iste a zmontujem ju doma sam.Už hladam tie dielce na Jozefov balancer a uvidim tu cenu.

Už som pohladal tie sučiastky a cena je do 2€ v 1ks množstve.

[Jozef51]

A nebylo by přece jen komfortnější zotročit nějaký jednočip s přesným převodníkem a PWM výstupem pro výkonový tranzistor? S takovou koncepcí by pak nějaká komunikace směrem o článek dolů případně o článek nahoru ve stringu neměla být problém a řešení komplexního systému nabíjení by pak mohlo zvládnout i arduino včetně nadřazeného systému a místo obcházení článků s voltmetrem a se šroubovákem by bylo možno provádět monitoring odkudkoliv ze sítě. Pak by stačilo jen jednou za čas provést kalibraci převodníků a bylo by vystaráno.

kybos - odpoved je jednoducha - bolo by to komfortnejsie. A dokona si myslim, ze nakoniec taketo systemy budu pracovat. Asi uz i pracuju aspon experimentalne. Problem je v tom, ze solarnik potrebuje balancer uz predvcerom, pred rokom. Spravit dobry, spolahlivy a lacny Battery Monitoring System (BMS) vobec nie je jednoduche a lacne. A nie je to praca pre dnes bezneho solarnika. Lezi to uplne mimo jeho vedomosti, financne a casove rezervy.
Zacnem citatom - priznam sa, ze neviem od koho (Murphy?). Vsetko sa kazi. Ale iba pocitace sa kazia dokonale.
Predpokladajme, ze by som vedel navrhnut system o ktorom pisete. No na konci tohto BMS by urcite bolo nieco iba na srobovak a voltmeter - aby to pripadne pokazenie nemohlo byt dokonale... Nuz a to co v diskuzii ziadal Jonas od balancera je prvy krok ku spolahlivemu BMS bez spominanej dokonalej vlastnosti.

Priklad zo zivota nieco co sa mi stalo asi pred rokom. Opravujem dom a jeho celu vybavu. Na rekonstrukciu topeni som si zavolal renomovanu firmu. Dal som podmienky, zaplatil zalohu a nie malu. Prisli s projektom. Ked som aspon ciastocne pochopil hieroglyfmi pokryty papier s projektom oblial ma studeny pot. Zasiel som do firmy a ukazal som im projekt. Ten projekt nesplnal ani jednu z mojich podmienok a kotol by za urcitych podmienok (podmienok ktorych pravdepodobnost bola celkom vysoka) - ten kotol by bol explodoval. Nakoniec sme skoncili so spolupracou a topeni riesim sam. Je tam i pocitac. Dokonca asi tam budu pocitace. Ale na konci retaze je mala lahka klapka ktora v pripade poruchy pocitacov, ich vynulovania cez EMP od mimozemstanov:) otvori chladiaci okruh do radiatorov ktory v realnom case odvedie 100kWh energie mimo kotla. Bez vybuchu. Ako prva poistka "nie celkom dokonalej poruchy" tam bude i zaloha energie pre topeni z fotovoltaiky a akumulatorov. Aspon na 30 dni ledna s -20stC bez verejnej siete (uz som nieco take zazil - ziadna nerealna konstrukcia).

[Mikel]

A co neco takoveho ?
http://www.diypowerwalls.com/attachment.php?aid=184

[Mikel]

Pripadne jedno dalsi hotove komercni reseni pro 1S a balancni proud 6A http://www.dhgate.com/store/product/1s- ... 75973.html

[JonasPP]

Mikel,prvy odkaz nič neukazal,iba,že sa mam dade registrovať a to druhe je prelievačka za 19€ z aliho o ktorej už každy čosi vie na tomto fore.

[Mikel]

Tak za prvni odkaz se omlouvam, zapomnel jsem, ze je na forum, kde je nutna registrace.
Pdf dokument z prvniho odkazu tedy prikladam sem.

[kybos]

Zacnem citatom - priznam sa, ze neviem od koho (Murphy?). Vsetko sa kazi. Ale iba pocitace sa kazia dokonale.
Predpokladajme, ze by som vedel navrhnut system o ktorom pisete. No na konci tohto BMS by urcite bolo nieco iba na srobovak a voltmeter - aby to pripadne pokazenie nemohlo byt dokonale...

S tím se dá zcela souhlasit. Také se řídím heslem "Co se může pokazit, to se určitě pokazí. Je jen otázkou času kdy to nastane." Proto jsou mé konstrukce v zásadě většinou minimalistické. Předpokládám totiž, že s vyšším počtem součástek obecně klesá doba bezporuchového provozu. Samozřejmě, že to závisí i na spolehlivosti jednotlivých součástek, jejich dimenzování a dalších okolnostech. Ale prakticky se mi většinou osvědčily ty nejjednodušší konstrukce. Nejde totiž jen o spolehlivost ale také o servisovatelnost celku. Závady se hledají většinou snadněji v jednodušších obvodech než ve složitějších a komplikovanějších strukturách.
Také jsem začínal na olovu u monitoringu s externím voltmetrem a šroubovákem. Ze začátku to nějak fungovalo jelikož jsem měření prováděl minimálně jednou za den a na LEDky desulfátorů, které fungovaly v jistém smyslu i jako balancéry, jsem koukal při každém průchodu kolem akumulátorů. Postupem času (když se nic nedělo) mi to připadalo příliš často a tak se frekvence kontrol poněkud snižovala. A pak jsem jednou po delší době zjistil, že se jeden z článků akumulátoru zkratoval a ostatní články akumulátoru se téměř vyvařily. Bohužel to byly gelovky a ty se již nepodařilo oživit. Došel jsem k závěru, že pokud se to zařízení není schopno při neočekávaném stavu samostatně odstavit, je metoda cejchovaného voltmetru a šroubováku zcela k ničemu, pokud není zařízení trvale pod dozorem.
Chyba může samozřejmě nastat i u podstatně sofistikovanějších BMS. Jedné takové jsem byl dokonce svědkem. U jednoho z modulů inteligentního balancéru se poněkud rozjel převodník a balancér tak podle takto nepřesně měřícího převodníku balancoval článek LiFePO na hodnotu o cca 200 mV nižší. Z nadřazeného dohledového systému vše vypadalo správně, všechny články stringu měly napětí v patřičné toleranci. Z tohoto příkladu je patrné, že se ani vysoce sofistikovaný BMS neobejde bez občasné kontroly cejchovaným voltmetrem. Na druhé straně je ovšem string článků trvale pod dozorem a inteligentní BMS dokáže nestandardní stavy odhalit podle více parametrů (napětí, teplota, průběh proudu,nabíjecí časy, SOC...), dokáže na ně vhodným způsobem upozornit a pokud obsluha včasně nereaguje, může být schopen zabránit poruše většího rozsahu. Pokud je k dispozici logování parametrů a jejich vhodné grafické znázornění, pak i letmým pohledem na graf oko zkušeného solárníka pozná, že je něco v nepořádku a je vhodné zahájit hloubkovou kontrolu.

[Jozef51]

S tím se dá zcela souhlasit. Také se řídím heslem "Co se může pokazit, to se určitě pokazí. Je jen otázkou času kdy to nastane." Proto jsou mé konstrukce v zásadě většinou minimalistické.

kybos - vidim, ze mate so sustavami akumulatorov asi dlhorocne skusenosti a aj tie nie prijemne:) Pracoval som trochu v inej oblasti ale Vase zavery platia nielen pre sustavy aku a fotovoltaiku - u mna je to podobne.
V sustavach aku by sa mal sledovat urcite kazdy clanok - ked vidim ponuky solarnych akumulatorov bez vyvodov jednotlivych clankov, nuz mam neprijemny pocit...
-kazdy clanok by sa mal sledovat aspon dvomi nezavislymi systemami a kontrolne systemy by mali mat nieco ako testujem sam seba (selfcontrol), aspon tie s mikropocitacom,
-zber dat a logovanie, graficky vystup uz len nadvazuje a pomaha solarnikovi,
-nuz a to posledne co je asi az na prvom mieste - cena. Vhodny komercny vyrobok nepoznam a keby aj bol urcite ma odradi cislo pri nom. Stale plati - sprav si sam... A na pocudovanie podla prispevkov na MyPower to ide. Niekedy so srobovakom, niekedy s mikropocitacom, niekedy aj jedno aj druhe...
Takze povedal som skoro to iste co Vy. Dufam, ze mi admin neda za to ban. A ked pridem na to ako zberat udaje z clanku za dve EUR - ozvem sa. Pre osadenstvo MyPower zdarma. Dakujem vsetkym za informacie ktore su na tomto serveri.

[dracekvo]

Já to řícím malým mCU a nemám s tím problém. K celému balancéru mi stačí pár odporů, nějakej kondík, výkonovej fet a to mCU.
Cena toho mcu je taky v řádu desetikorun a můžu si jeho chování upravit jak je libo. U jiné součástky jsem limitovaný tím, co umí a co neumí, to už do ní nedostanu, nebo musím doplňovat další součástky. Pak to může dokonce vyjít dráž.

Řešili jste tu pokles napětí. Na to jsem při vývoji taky narazil. AD převodník používá své interní napětí, tam problém není. Problém byl v úbytku na kabelech při balancování. Vyřešil sem to samostatným vedením pro měření jako má tristar.
A taky tam mám spoždění 5s. Tj když balancér začne balancovat, tak balancuje ještě 5 vteřin po tom co spadne napětí pod danou mez. A hysterézi sem tam díky tomu nepotřeboval. Při překročení 3,45V otvírám a po spadnutí pod 3,45 zavírám.
Funguje mi to takto už přes rok a žádný problém. Jedinej problém na kterej sem přišel, že po ohřátí celé desky od topných odporů se asi rozhodí interní zdroj referenčního napětí, nebo ad převodník a balancér začíná balancovat o něco dříve.
Balancování o něco dříve není na škodu, takže sem to ani neřešil. Šlo by to jistě pořešit buď měřením teploty a korekcí, nebo použití externího kvalitnějšího zdroje referenčního napětí. Ale to pak narůstá množství součástek, šance problémů a cena.

[kodl69]

a není jednodušší to balancování na pár milisekund přerušit, provést cca 50 měření napětí pro zprůměrování a pak zas balancovat?
Tu teplotní kompenzaci taky řeším, stačí změřit teplotu procesoru a připočíst vynásobeno koeficientem k referenčnímu napětí. spíš než ADC cestuje ta reference. Máš tam Attiny nebo PIC?

[dracekvo]

To je taky možnost, která mě ani nenapadla.

Mám tam PIC, nevím že by uměl měřit svojí teplotu, až tak do podrobna sem datasheet nezkoumal. Ale jak sem říkal. Mě to ulítává o pár mV směrem nahoru. Tj. balancuje o něco dřív, což ničemu vůbec nevadí, tak sem to neřešil

[honzaL]

.............
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.

Tak jsem neměl úplně pravdu . Obnvod funguje, ale vzhledem k dost vekému odporu ve zpětné vazbě je pouze dost POMALÝ to samozřejmě u balancování nevadí ( 10sec sem nebo tam, žádný čas). Problém je ale při použití většího proudu, protože na Gate bývá v mém zapojení napětí kolem 2,6V a IRF tedy přece jenom má o dost větší odpor než v saturaci při použití třeba 4V. Kdo to ale chce používat na 1 nebo 2A tak to problém asi nebude a IRF se přehřívat nebude. Vložením trimru 250 kohm do napěťového děliče to pak lze v poměrně velkém rozsahu nastavovat, jen na to nesmíte při nastavování SPĚCHAT !
Ještě si s tím chvílema hraju a jen co bude čas nakreslím i nějaké schémátko.

Přeji všem slunný den

[JonasPP]

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

Tak v robote som mal čas aj sučiastky,tak som zostrojil testovaci balancer ala Jozef,tak ho ideme po prichode domov testovať.
Je to riadna zlatanina ani sam sa z toho nevyznam,ale hadam na test to postačuje.
Po odskušani poreferujem.

[Jozef51]

Janko, nezabudni tranzistor na chladic... na tranzistore moze byt slusna strata (2-3W).