Балансировка 18650: Балансировка 18650 банок правильно – Рождённый с паяльником — LiveJournal

BMS платы – полный обзор контроллеров для защиты аккумуляторов

В наш современный век всеобщей популяризации литиевых батарей любой, даже простой пользователь бытовых устройств, должен хотя-бы примерно представлять их функционирование и факторы риска при их эксплуатации. Среди произошедших несчастных случаев с аккумуляторами (например, электронных сигарет) лишь небольшой процент обязан производственному браку, чаще всего неисправности возникают в результате неправильной эксплуатации.

В нашей статье мы рассмотрим новейшие технологии, которые призваны защитить литиевые аккумуляторы, а также расскажем, почему они так важны.

Из теории литиевых аккумуляторов можно узнать, что им противопоказан перезаряд, переразряд или разряд слишком большими токами, а также короткие замыкания. При переразряде, в аккумуляторе образуются металлические связи между катодом и анодом, которые приводят к короткому замыканию при зарядке аккумулятора, что может привести к порче не только элементов питания, но и зарядного устройства.

Перезаряд же (набор аккумулятором напряжения больше разрешенного) почти сразу ведёт к возгоранию, а зачастую даже к взрыву.

Для горения литиевых аккумуляторов не нужен кислород – оно происходит анаэробно, поэтому стандартные методы тушения не подходят; также, при реакции лития с водой выделяется еще и горючий газ водород, который только ухудшает ситуацию. Разряд высокими токами приводит к вздутию аккумулятора, а если нарушается целостность оболочки – происходит реакция лития с водяными парами в воздухе, что само по себе способно спровоцировать возгорание.

Всё это отнюдь не перечёркивает явные преимущества аккумуляторов, среди них:

• большая плотность энергии на единицу массы
• низкий процент саморазряда
• практически полное отсутствие эффекта памяти (когда заряд неполностью разряженного элемента приводит к снижению ёмкости)
• большой температурный диапазон работы

Незначительное снижение напряжения в процессе разряда накладывает некоторые обязанности на пользователя. Нельзя допустить превышения максимального напряжения (4.25 В), снижение напряжения ниже минимального (2.75 В), а также превышения рабочего тока, который отличается для каждой модели. И в этом хитром деле нам помогут специальные устройства – BMS-контроллеры!

В переводе с английского, BMS (Battery Management System) – система управления батареей. Понятие слишком широкое, поэтому оно описывает почти все устройства, так или иначе обеспечивающие корректную работу аккумуляторов в данном устройстве, начиная с простых плат защиты или балансировки, заканчивая сложными микроконтроллерными устройствами, подсчитывающими ток разряда и количество циклов заряда (например, как в батареях ноутбуков). Мы не будем рассматривать сложные устройства – как правило, они специфичны и не предназначаются для рядового радиолюбителя, а выпускаются только под заказ для крупных производителей устройств.

То, что продаётся повсеместно, условно можно разделить на четыре категории:

• балансиры
• защиты (по току, напряжению)
• платы, обеспечивающие заряд (да, они тоже считаются устройствами BMS)
• те или иные комбинации вышеперечисленных вариантов, вплоть до объединения всего в одно устройство

Чем функциональней и разветвлённей защита – тем больше ресурс работы вашего аккумулятора.

Давайте посмотрим, по какому принципу BMS системы выполняют своё предназначение.

Структурно на плате можно выделить:

• микросхема защиты
• аналоговая обвязка (для определения тока/балансировки аккумуляторов)
• силовые транзисторы (для отключения нагрузки)

Рассмотри подробнее работу каждой из защит.

Существует множество вариантов узнать, какой ток течёт по линии. Самый распространённый – шунт (измерение падения напряжения на резисторе с низким сопротивлением и большой мощностью), но он требует большой точности измерений и весьма громоздкий. Метод с измерением на основе эффекта Холла лишён этих недостатков, но стоит дороже, поэтому самый распространённый метод определения КЗ на линии – измерение напряжения, которое проседает практически до нуля в режиме КЗ.

Современные контроллеры позволяют сделать это в очень короткий промежуток времени, за который ущерб не нанесётся ни подключенному устройству, ни самому аккумулятору.

Но защита по току может функционировать и на шунте – ведь в случае BMS тут не нужно точное измерение, важен лишь переход падения напряжения через определённый порог. Как только событие наступает, контроллер сразу же отключает нагрузку при помощи транзисторов.

С этой защитой разобраться попроще, так как измерение напряжения легко можно сделать, используя аналогово-цифровой преобразователь. Но и тут есть некая специфика – стоит отметить, что если контроллер защищает большую сборку из последовательно соединённых аккумуляторов, то обычно он меряет напряжение каждой банки персонально, так как ввиду мельчайших различий в элементах они имеют мельчайшие же различия по ёмкости, что выливается в неравномерный разряд и возможность высадить «в ноль» отдельный элемент.

Некоторые системы не подключают нагрузку, не дождавшись дозаряда аккумулятора до определённого напряжения после срабатывания триггера по переразряду, то есть недостаточно подзарядить элемент пару минут, чтобы он поработал ещё хоть малое время – обычно необходимо зарядить до номинального напряжения (3.

6 – 4.2В, в зависимости от типа аккумулятора).

Редко встречается в современных устройствах, но не зря большинство аккумуляторов для телефонов оборудовано третьим контактом – это и есть вывод терморезистора (резистора, имеющего чёткую зависимость сопротивления от окружающей температуры). Обычно перегрев не наступает сам собой и раньше успевают сработать другие виды защиты – например, перегрев может быть вызван коротким замыканием.

Зарядка литиевых аккумуляторов происходит в 2 этапа: CC (constant current, постоянный ток) и CV (constantvoltage, постоянное напряжение). В течение первого этапа зарядное устройство постепенно поднимает напряжение таким образом, чтобы заряжаемый элемент брал заданный ток (обычное рекомендованное значение равно 1 ёмкости аккумулятора). Когда напряжение достигает 4В, зарядка переходит на второй этап и поддерживает напряжение 4.2В на батарее.

Когда элемент практически перестанет брать ток, он считается заряженным. На практике, алгоритм можно реализовать и при помощи обычного лабораторного блока питания, но зачем, если есть специализированные микросхемы, заранее «заточенные» под выполнение этой последовательности действий, например, самая известная из них – TP4056, способна заряжать током до 1А.

Напоследок мы оставили самую интересную функцию BMS – функцию балансировки элементов многобаночного аккумулятора.

Итак, что же такое балансировка? Сам процесс её подразумевает выравнивание напряжений на элементах батареи, соединённых последовательно для повышения общего напряжения сборки. Из-за небольших отличиях в ёмкости батарей они заряжаются за немного разное время, и когда одна банка может уже достигнуть апогея зарядки, остальные могут ещё недобрать заряд.

При разряде такой сборки большими токами наиболее заряженные элементы по закону Ома возьмут на себя больший ток (при равном сопротивлении ток будет зависеть от напряжения, которое находится в знаменателе формулы), что вызовет их ускоренный износ и может вывести элемент из строя. Для того, чтобы избежать этой проблемы, применяют аккумуляторные балансиры – специальные устройства, выравнивающие напряжения на банках до одного уровня.

Активные балансиры производят балансировку уже при зарядке – зарядив одну банку сборки, они отключают её от питания, продолжая заряжать вторую. Как яркий пример такого устройства – популярное среди моделистов ЗУ Imax B6, в режиме Balance оно сразу проверяет напряжения индивидуально на каждой банке и справляется с этим на отлично.

Пассивные балансиры наоборот, разряжают элементы до одного значения малыми токами через резисторы. Их основной плюс – они не требуют внешнего питания, а также являются более точными за счёт применения аналоговых комплектующих (и более дешёвыми, так как не содержат сложных микросхем).

Рассмотрим некоторые примеры готовых плат BMS:

Итак, в завершение хочется сказать, что под каждую задачу на современном рынке можно найти такую плату менеджмента заряда аккумуляторов, которая удовлетворит Ваши потребности и надёжно защитит устройство и сами аккумуляторы.

Не стоит недооценивать важность техники безопасности, и если в небольших устройствах с низкими токами потребления защита является правилом хорошего тона, то для высокотоковых проектов она практически панацея, способная спасти даже жизнь в непредвиденной ситуации.

Творите, а магазин Вольтик.ру всегда предоставит возможность выбрать и купить нужные Вам компоненты!

Плата балансировки литиевых аккумуляторов: назначение и схема

При последовательном подключении батарей наблюдается разброс параметров изделий, что не позволяет поддерживать требуемое выходное напряжение. Проблема возникает из-за неравномерной зарядки элементов. Для устранения дефекта используется плата балансировки литиевых аккумуляторов, обеспечивающая равномерный заряд изделий и предотвращающая перезаряд элементов аккумуляторной банки.

Узнайте о назначении платы балансировки литиевых аккумуляторов.

Балансировочная плата для литиевых аккумуляторов

При соединении нескольких источников постоянного тока в общую банку по последовательной методике обеспечивается суммирование напряжений. При этом емкость аккумулятора будет определяться элементом с минимальным значением параметра.

Для зарядки устройства используется две методики – последовательная и параллельная. При первом способе осуществляется подача питания от единого источника, напряжение соответствует значению параметра на полностью заряженном аккумуляторе.

Параллельный метод предусматривает независимую зарядку каждого изделия, входящего в аккумуляторную банку. В конструкцию зарядного блока входят не связанные между собой источники питания. Для контроля параметров электрического тока применяются индивидуальные устройства. Зарядные блоки подобной конструкции встречаются редко, для восполнения емкости литиевых аккумуляторов применяется последовательная схема зарядки.

При совместной зарядке необходимо не допустить повышения напряжения на клеммах элементов, составляющих аккумуляторную банку, выше допустимого предела (зависит от модели батареи).

Из-за различных характеристик элементов пороговое значение достигается в разное время.

Пользователь вынужден прекратить зарядку после фиксации допустимого напряжения на первом источнике, при этом остальные компоненты АКБ остаются недозаряженными, что негативно влияет на конечную емкость батареи.

При эксплуатации элемента питания происходит неравномерное снижение напряжения на выводах элементов. Разрядка прекращается в момент фиксации минимально допустимого порога на секции, не получившей необходимого заряда.

Для исключения возможности возникновения ситуации в цепь питания батареи вводится балансировочный блок, который контролирует параметры на каждой секции. При достижении запрограммированного значения происходит параллельная коммутация балластного резистора, отсекающего подачу питания на клеммы секции.

Балластное сопротивление отключает питание в случае превышения силы тока, идущего через резистор, над параметром в цепи питания секции аккумулятора. Остальные компоненты аккумуляторной банки продолжают заряжаться.

По мере фиксации максимального напряжения происходит последовательное отключение цепей питания. После подключения всех имеющихся балластных сопротивлений зарядка прекращается. Напряжение всех секций будет равняться значению параметра, на который отрегулирован балансир.

Плата защиты литиевого аккумулятора

Защитные платы для Li-ion или Li-pol аккумуляторов дополнительно защищают изделия от взрыва или воспламенения, происходящего из-за избытка газов при перезарядке. Следует учитывать, что регулярная эксплуатация недозаряженных элементов приводит к деградации катода и анода, что сокращает срок службы изделия.

Часть аккумуляторных банок оснащается платой защиты в заводских условиях. Для самодельных устройств и некоторых аккумуляторов потребуется монтаж дополнительного узла фабричного изготовления или собранного своими руками.

Схема платы балансировки литиевых аккумуляторов.

В конструкции всех литий-ионных или литий-полимерных банок предусмотрена защитная плата PCB или PCM. Устройство обеспечивает разрыв цепи при возникновении аварийной ситуации (например, короткого замыкания).

Защитный блок не оснащен регуляторами напряжения или силы тока, допускается разрядка элементов до 2,5 В и ниже (зависит от качества контроллера), что негативно влияет на рабочие характеристики аккумуляторов. Плата балансировки MBS устанавливается вместо защитного устройства, узел обеспечивает защиту от замыканий и равномерную зарядку элементов.

Схемы плат защиты литиевого аккумулятора

На рынке представлены следующие балансировочные платы фабричного изготовления:

1. Устройство на базе стабилизатора LM317 обеспечивает подачу на батареи напряжения 4,2 В.
   В конструкции предусмотрены регулировочные сопротивления, в процессе зарядки работает контрольный светодиод красного цвета. Для подключения устройства используется внешний блок питания, коммутация к портам USB не предусмотрена конструкцией.
2. Китайские производители массово выпускают балансировочные платы на основе стабилизатора ТР4056, которые дополнительно оснащены защитой от переполюсовки аккумуляторов. Устройство предназначено для подключения к портам USB, предусмотрен регулятор параметров зарядки.
   Оборудование контролирует процесс зарядки в автоматическом режиме, при достижении заданной емкости производится плавное снижение силы зарядного тока. В конструкции предусмотрен штекер для установки дополнительного температурного сенсора.
3. Устройство на основе чипа NCP1835 отличается уменьшенными габаритами и универсальностью, допускается коммутация аккумуляторов с различными параметрами. Балансир обеспечивает зарядку сильно разряженных элементов путем подачи тока малой силы, предусмотрена защита от установки батареек (со звуковой индикацией). В конструкции модуля предусмотрен регулятор времени зарядки.
4. Узел на базе контроллера зарядки S8254AA, оснащенный дополнительной балансировкой для аккумуляторов 18650. Оборудование поддерживает защиту от переразрядки и перезарядки, имеется контроль над коротким замыканием.
   Платы на основе контроллера S8254AA не оснащаются лампами, отображающими статус зарядки. Поставщики выпускают аналогичный блок без балансира, изделие отличается применением гетинакса красного цвета. Детали с балансиром изготовлены на основе гетинакса темно-синего цвета.

Базовая схема балансира самодельного типа включает в себя стабилитрон TL431A (с повышенной точностью управления) и транзистор BD140 (относится к типу изделий с прямой проводимостью).

В цепь включаются сопротивления, которые допускается заменить диодами 1N4007. При использовании диодов учитывается нагрев элементов при работе, при изготовлении монтажной платы принимают во внимание необходимость охлаждения узлов.

Для регулировки требуется подать постоянное напряжение 5 В на входы устройства. В цепи предусмотрен резистор, изменяя значение сопротивления, необходимо добиться напряжения 4,2 В на колодках, предназначенных для установки литий-ионных аккумуляторов.

Для подачи питания в рабочем режиме используется трансформатор, напряжение равно суммарному значению подключенных аккумуляторов. На каждый элемент подается запас напряжения в пределах 0,15 В. Например, для зарядки 3 элементов требуется подвести напряжение 3*4,2+3*0,15=13,05 В.

Устройство обеспечивает зарядку батарей до момента достижения напряжения 4,2 В. После фиксации параметра включается стабилитрон, который активирует подачу питания через транзистор к балластным резисторам, имеющим сопротивление 4 Ом. В цепи предусматриваются контрольные светодиоды, которые включаются при подаче питания в балластную цепь.

Упрощенный блок на основе стабилитрона TL431A строится с использованием полупроводникового транзистора, удовлетворяющего параметрам зарядки. Поскольку элемент при работе нагревается, то необходимо предусмотреть охлаждение. В основе выбора типа радиатора лежит расчет по мощности.

Например, при напряжении 4,2 В и силе тока 0,5 А расчетная мощность составит 2,1 Вт. При увеличении параметров зарядки мощность возрастает, что вызывает сложности с теплоотводом. В конструкции используется 2 сопротивления, регулирующих пороговое значение напряжения.

После подбора сопротивлений и транзистора изготавливается требуемое количество балансировочных блоков, которые ставятся на аккумуляторы во время зарядки.

Небольшие габариты устройств позволяют закрепить узлы на общей пластине. При монтаже нескольких балансиров требуется обеспечить изоляцию корпусов транзисторов (из-за подачи отрицательного питания от батареи).

Активный балансир для литиевых батарей, что это такое и зачем он нужен. Аккумуляторы для электроники и бытовой техники. Обзоры техники. Аккумуляторы для электроники и бытовой техники

Меня часто спрашивают о различных батареях аккумуляторов, при это вопросы касаются также как защиты, так и балансировки батареи. И вот под задачу переделки ИБП мне понадобилась батарея, плата защиты и балансир, но батарея еще в пути, плату защиты без батареи проверять смысла нет, а про балансир я сегодня расскажу.

На самом деле речь пойдет даже о двух балансирах, при этом один из них представлен даже в двух экземплярах.
Мелкие были заказаны для LiFePO4 батарей, одна для мощного ИБП, другая для мелкого. Обе платы были куплены у одного и того же продавца в два захода, но при этом у него есть два разных лота:
1. $3.59 + $1.31 доставка, купил с купоном на 11.11
2. $3.50 + $4.73 доставка. Этот лот кажется слишком дорогим из-за доставки, но у продавца доставка разных товаров не суммируется, а так как заказывал плату защиты, то балансир взял попутно.

Вторая плата куплена на таобао где-то полтора года назад, но все не находил времени протестировать её и вот решил совместить две платы в одном обзоре.

В качестве дополнительной информации расскажу то, о чем спрашивают чаще всего, что такое балансир, какие они бывают и чем отличаются.
Писать про то, зачем он нужен, думаю нет смысла, это понятно из названия, да и я уже как-то рассказывал.

Пассивная схема балансировки

И так, технически самый простой балансир – пассивный, его задача ограничить напряжение на тех элементах, которые заряжены больше других, работает он только при заряде, пропуская часть тока (или весь) через себя давая возможность зарядиться остальным ячейкам.
По понятным причинам такой балансир может работать только при заряде, а точнее, в конце заряда.

Понятно что ограничивать напряжение стабилитронами проблематично так как имеются свои технические проблемы, как минимум малый вариант выбора напряжений и разброс характеристик.
Можно заменить стабилитрон регулируемым, на базе TL431, но он маломощный, соответственно придется усилить его транзистором.

Такая схема обеспечивает очень высокую точность балансировки и может делать это за один цикл заряда, но есть как минимум две проблемы:
1. Из-за того что ток в цепи никогда не упадет, а просто будет идти либо через батарею, либо через балансир, то зарядное может отключаться только по таймеру.
2. А так как весь ток потом идет через балансир, то получаем огромное тепловыделение в конце заряда, что при больших аккумуляторных сборках вынуждает применять солидные системы охлаждения, понятно что речь встроить такой балансир в корпус батареи вообще не идет.

Пример балансира с параллельными стабилизаторами, рассчитанный на ток до 2А и сборки до 20S. В режиме максимальной мощности тепловыделение до 170Вт.

Но ведь хочется балансир встроить в саму батарею, а значит надо снижать тепловыделение, решается это установкой резисторов.
При достижении напряжения окончания заряда схема управления через резистор начинает шунтировать аккумулятор, пропуская часть тока через себя, в данном случае это резистор R1.

Подобные балансиры часто размещают сразу на платах защиты, найти их очень легко, обычно это несколько больших низкоомных резисторов размещенных рядом, при этом количество резисторов соответствует количеству подключаемых к плате аккумуляторов.

Фото 5S платы защиты, видны резисторы по 150Ом соединенные попарно, т.е. каждый балансир может нагружать током порядка 50-55мА.

Кроме того продаются отдельные платы, изготовленные под разное количество каналов, обычно это 4 или 8, если у вас сборка на 5-7 элементов то применяется плата на 8, лишние каналы просто не используются. У меня “в загашнике” как раз лежит несколько подобных плат.

Но даже это сильно не помогает, резисторы в конце заряда могут нагреваться до температур порядка 80 градусов, а при установке в корпус батареи температура может быть еще больше, а рядом литиевые аккумуляторы…

В общем из преимуществ имеем простоту и дешевизну, а из недостатков, малый ток балансировки, соответственно если разбег очень большой, то зарядное все равно “перетянет одеяло на себя”. Чтобы этого не было, надо заряжать малыми токами, кроме того следует помнить, что балансир отбирает часть тока на себя и если у вас зарядное имеет отсечку по падению тока, то следует это учитывать.
Например ток заряда 1А, отсечка по падению до 50мА, при балансире на 60мА оно никогда не отключится, в этом случае выставляем отключение по току 50+60мА=110мА, тогда зарядное отключится по падению тока ниже 50мА именно черех аккумуляторы.

Активные балансиры

Чтобы обойти указанные выше проблемы придумали использовать схему с переносом энергии от одной ячейки к другой. Относительно простым является конденсаторный балансир, принцип предельно прост, сначала от аккумулятора с большим напряжением заряжаем конденсатор, а потом переключаем его на аккумулятор с меньшим напряжением.
В итоге заряженный аккумулятор постепенно отдает часть заряда менее заряженному, фактически таким образом элементы “виртуально” соединяются параллельно.

Задача схемы в конечном итоге уравнять потенциалы на клеммах ячеек. И здесь я отвечу на еще один частый вопрос, даже на два:
1. Такой балансир может перезарядить батарею? – Нет, он уравнивает потенциалы, также как при параллельном включении ячеек. Грубо говоря при двух элементах с напряжениями 3.5 и 3.7 вольта после балансировки будет 3.6 и 3.6.
2. Для разных аккумуляторов нужны разные балансиры? Нет, так как он просто уравнивает напряжение, то ему все равно какое оно там, главное чтобы сам контроллер мог работать. Потому обычно эти балансиры универсальны как для LTO, LiFePO4, так и для “обычных” Li-Ion.

В случае предыдущей схемы аккумуляторы можно просто соединить параллельно, но если надо балансировать последовательно включенные ячейки, то схема просто дополняется еще одним переключателем, сама же суть остается прежней.

Несколько лет назад я публиковал обзор, где делал плату заряда батареи 2S и размещал на той же плате и активный балансир на базе чипа 7660.

По сути данная микросхема не является балансиром, это просто формирователь отрицательного напряжения, но в данном случае можно использовать её и в таком, несколько нештатном применении.

Балансир маломощный, работает медленно, но у него есть преимущество, он работает всегда, сутками, месяцами.
Отчасти это является недостатком, так как схема постоянно потребляет энергию, хоть и не очень много, в моем случае это было не критично так как аккумуляторы имели индивидуальную защиту и переразряд им не грозит.

В итоге таблица балансировки за двое суток выглядела следующим образом.

Закономерный вопрос, а как производить балансировку если элементов больше двух. До точно также, просто в этом случае ставится больше балансиров, при этом их количество всегда на один меньше чем количество ячеек.

Первый балансир выравнивает напряжение на ячейках 1 и 2
Второй на 2 и 3
Третий на 3 и 4
Четвертый на 4 и 5.

Как можно понять их схемы, в итоге как бы не были распределены напряжения между ячейками, балансиры все равно приведут их к чему-то среднему, больше всего сложностей будет если максимальная разница у элементов 1 и 5, но даже в этом случае напряжение уравняется.

Современные конденсаторные балансиры конечно куда как покруче, специальные контроллеры, переводящие схему в спящий режим, полимерные конденсаторы, токи балансировки до 5А. Но и цены внушают, балансир 8S запросто может стоит порядка 25 долларов, а уж о цене монстра показанного ниже я боюсь и думать.

Из преимуществ, работает всегда, обеспечивает большой ток балансировки, но есть недостаток – цена.

Вторая разновидность активного балансира – индуктивный. По сути то же самое что и емкостной, но перенос энергии реализован чуть по другому, в качестве промежуточного накопителя используется индуктивности.

Преимущества почти те же что у емкостного, но ток обычно меньше, порядка 1-1.5А, зато цена заметно ниже.

И конечно вопрос, так что же все таки лучше. На мой взгляд естественно активный.
Дело в том, что в случае применения активного балансира вы фактически получаете общую емкость батареи без учета разницы между элементами, а при пассивном даже после балансировки все равно будете иметь только ту, которую имеет самый слабый элемент. Правда есть оговорка, результат напрямую зависит от мощности балансира и тока разряда.

Упрощенно, возьмем сборку из трех элементов, 1, 2 и 3Ач соединенных последовательно.
В случае с пассивным вы получите 1Ач так как даже после уравнивания при разряде ячейка 1Ач разрядится первой и плата защиты отключит нагрузку.
При активном заряд постоянно будет забираться у более заряженного элемента и отдаваться самому слабому и в теории можно получить усредненную емкость, в данном примере 2Ач, но КПД балансира конечно уменьшит этот результат.

Как это выглядит на практике. Работаете вы инструментом, потом пауза, пока батарея “отдыхает” балансир перекачивает энергию в самый слабый элемент, работаете дальше.
Есть и недостатки, при большом потреблении (например ИБП) помогать будет слабо, кроме того батарея в таком варианте изнашивается больше так как фактически идут циклы заряд/разряд. Но здесь уже вам решать, чем проще пожертвовать.

Альтернативные схемы балансировки
1. Вариант с отключением заряженных ячеек и выводом из схемы, встречал упоминания, но видимо сложности реализации и малый смысл свели на нет эту идею, тем более через коммутационные цепи идут и рабочий ток.
2. Заряд каждой ячейки независимым зарядным, по сути результат как при работе с транзисторным пассивным балансиром, хороший КПД, но те же недостатки в плане меньшей емкости и необходимость наличия многоканального блока питания. Как пример – зарядное устройство ImaxRC B3 PRO.
3. Балансировка при помощи DC-DC с гальванической развязкой, аналог активного балансира, но более сложный технически, соответственно смысла не имеет. Еще такой балансир называется двухуровневым так как он часто работает в паре с пассивным балансиром.

Как вы наверное уже догадались, речь пойдет о индуктивном балансире, две платы для 2-4S сборок и одна до 10S.

Количество ячеек, на которое рассчитан балансир, это максимальное значение, подключить можно и меньше, работать будет одинаково, просто платы на больше каналов стоят дороже.

В комплекте идут провода для подключения, к мелким платам двух цветов, общий черный, к ячейкам красные, у большой платы провода разноцветные, что немного удобнее.

Мелкие платы полностью идентичны, что неудивительно. Большая плата снизу матовая, даже немного непривычно, мелкие глянцевые.

На мелкой плате видны три балансира, довольно габаритные дроссели, заявленный ток балансировки 1.2А, максимальное напряжение каналов ограничено на уровне 4.3 вольта при помощи мелких стабилитронов, соответственно лучше не превышать его.

Большая плата имеет тот же заявленный ток в 1.2А, но контроллеры имеют другой корпус, да и дроссели явно поменьше. Плата универсальная, до 11S, одно место пустует. Также на этой плате имеется девять светодиодов индицирующих процесс балансировки соответствующих пар ячеек.
Кроме всего прочего эта плата покрыта приличным слоем защитного лака.

Обе платы построены на базе специализированного контроллера ETA3000.

В даташите есть типовая схема включения, там же указано что выпускается чип в двух вариантах корпуса, собственно это видно и на показанных платах. Первый тип, с квадратным чипом я и так знал, а на мелкой плате написано даже название контроллера.

И в данном случае это действительно чип изначально задуманный для схем балансировки, который умеет определять разницу напряжений на элементах, переходить в спящий режим для снижения потребления и даже показывать что идет процесс балансировки.

Также есть пример подключения нескольких контроллеров для больших сборок, но суть та же, что я показывал выше, каждый контроллер обслуживает батареи попарно: 1-2, 2-3, 3-4 и т.д.

Ток балансировки можно задавать в диапазоне 0. 1-2А, для чего есть таблица номиналов элементов.

Переходим к тестам.
Для проверки была взята сборка из четырех LiFePO4 ячеек с емкостью 5700мАч из этого обзора. Плата защиты с пассивным балансиром и чтобы не мешала, пришлось её отключить, естественно так делать нельзя, но все было под постоянным контролем.

Перед отключением платы сначала полностью зарядил батарею.
После этого отключил плату и отпаял провода от неё
Чтобы имитировать разбалансировку частично разрядил ячейки, а так как знал их емкость, то сделал просто, включил разряд током 5.5А с ограничением по времени, для первого аккумуляторы это было 38 минут, второй не разряжал, третий 19 минут и четвертый 57 минут. Соответственно получил ориентировочный процент заряда по ячейкам:
1. 35%
2. 100%
3. 70%
4. 5%

Два последних фото время разряда и “скачанная” емкость.

Напряжение на ячейках с первой по четвертую, здесь и далее на фото порядок будет одинаков.

Балансир подключался родными проводами, хотя для более быстрой работы лучше их либо укоротить, либо заменить на провода с большим сечением.

Плата в процессе греется, но не сказал бы что сильно, ниже три термофото, примерно через 5-10 минут после запуска, потом через час и еще через час. Максимально было 47 градусов, при этом грелись компоненты отвечающие за ячейки 4-3 и 2-3, явно шла активная “перекачка” со второй ячейки (полностью заряженной) к третьей, а потом к четвертой (почти полностью разряженной).
Следить перестал в 4 ночи, в пол десятого утра плата была холодной.

Тест продолжался долго, хотя как потом выяснилось, это и не было особо нужно, да и по графику вы это также поймете.
Через 34 часа после начала теста напряжение на ячейках выглядело следующим образом.

Далее было два эксперимента, сначала подключил вторую мелкую плату, через час никаких изменений, отключил её и подключил уже большую.

Так как отпаивал провода, то попутно проверил собственный ток потребления платы, по минусовой шине было 1.77мкА с редкими пиками до 6мкА, так работает автоматика платы, по шине В4 ток был чуть больше, 2. 14мкА, с такими же всплесками до 6мкА.

Погонял еще полтора часа, также никаких изменений. Вообще большую помощь здесь оказал мультиметр, позволяющий отслеживать изменения с разрешением до 0.1мВ.

Следующий тест, подключил конструкцию к зарядному устройству, но плату защиты оставил отключенной, для безопасности контролировал напряжение на втором элементе так как он был наименее разряжен.
Когда напряжение на аккумуляторе начало резко расти в конце заряда, то засветился первый светодиод на плате балансира, она начала “перекачивать” заряд в первую ячейку.
Через короткое время светилось уже три светодиода, энергия начала отбираться и на заряд остальных двух ячеек, третьей и четвертой. Обусловлено это тем, что у LiFePO4 очень ровная разрядная и зарядная кривые с резким спадом или падение в конце. Соответственно аккумулятор зарядился, напряжение стало резко расти, но на остальных оно отставало и плата начала “кормить” их.
На полный заряда второй ячейки ушло 1309мАч, напомню, в начале тесте он был полностью заряжен, соответственно это та емкость, которую плата “перекачала” остальным элементам. Но следует помнить, что средний процент заряда был еще ниже, часть энергии отбиралась и от третьего элемента с зарядом 70%.

Отключил заряд, некоторое время светились все три светодиода, через несколько минут погасло два, а еще через пару минут и последний выключился.

А теперь все в виде графика.
Красная стрелка, два часа после начала теста, интервалы по 30 мин.
Зеленая стрелка, 9 часов от начала теста, далее интервалы по часу, спустя семь часов интервалы делал по два часа.
Синяя стрелка, дополнительный заряд батареи до полного заряда второй ячейки и после этого еще 16 часов, сначала интервалы по пол часа, потом по часу-два и последний 6 часов.

Как можно видеть, долго следить смысла нет, буквально через несколько часов даже при большой разбалансировке напряжения “устаканиваются” и дальше изменения очень небольшие.

Примерно то же самое было показано в даташите, причем приведены два графика, в автономном режиме и во время заряда.
Указано что балансировка занимает 3 часа, но как вы понимаете, это зависит от тока балансира и емкости батареи.

Далее планировалось расширить эксперимент, для этого у меня лежала батарея от гироборда. Батарея собрана по схеме 10S2P и имеет емкость 4Ач. Но попала она ко мне порядком изношенной и тест, который я проводил примерно с год назад, показал емкость 2.2Ач, она и написана на батарее.
Подключил батарею к зарядному, но заряжалась она недолго и отключилась сама, сработала защита.

Идея эксперимента была такой:
1. Заряжаем батарею полностью
2. Разряжаем полностью, измеряем емкость
3. Опять полностью заряжаем.
4. Цепляем балансир, ждем несколько часов.
5. Ставим на заряд
6. Разряжаем и сравниваем емкость с п2.

Разрядилась батарея также довольно быстро, отдав при токе 4.4А всего 724мАч, ну да ладно, может так интереснее.
Зарядил опять до отключения платы защиты, ушло почти 800мАч.

Данная батарея была выбрана неспроста, во первых она 10S, что как раз подходит под балансир, во вторых у неё внутри есть плата защиты, а сами ячейки подключены через разъем. Правда есть нюанс, расположение контактов у батареи и балансира зеркальное, хотя размеры разъема одинаковые. Кстати товарищ который занимается подобными батареями сказал что так у них у всех, но у батарей для сигвея порядок контактов противоположный, т.е. как раз как у балансира.

Через меня прошло довольно много таких батарей и внутри они были примерно одинаковы.

Но видимо сегодня был не мой день, так как данная батарея имеет совершенно другую плату защиты, где разъем вообще не установлен, а выводы от ячеек припаяны к самой плате.

Ну ладно, подумал я и решил что так может даже и к лучшему, припаяю провода прямо к соединительной ленте от аккумуляторов. Но сначала надо было выяснить порядок подключения и куда паяться, а заодно измерить напряжения на аккумуляторах и здесь меня ждал второй облом, одна из веток оказалось в жестком КЗ. Я решил не отступать и попробовал “продавить” его большим зарядным током, хотя так категорически нельзя делать. Увы, даже при 18А токе ничего не изменилось, пара так и осталась закороченной.

Пришлось на этом эксперимент завершить, батарея у меня была одна.

Перед тем как перейти к выводам попробую немного пояснить, что я вообще получил при экспериментах и особенности применения данного типа балансиров.
Платы как и заявлено, обеспечивают разницу в пределах одной пары около 30мВ, но как всегда “есть один нюанс”.
Дело в том, что одно дело разница в 30мВ для “обычных” литиевых аккумуляторов и совсем другое для LiFePO4. Ниже сравнительный график тестов двух типов батарей с одной емкостью и в одинаковых режимах.

Видно что у LiFePO4 он почти горизонтальный, потому для них 30мВ это большая разница в емкости, на вскидку легко около 10-20% в зависимости от участка кривой.
При этом у обычных литий-ионных напряжение падает почти линейно, соответственно эти же 30мВ дадут меньшую разницу в проценте заряда.

Если говорить упрощенно, то балансир гораздо лучше будет работать с обычными батареями, а не с LiFePO4, потому как малая разница напряжений не всегда говорит о малой разнице в емкости для этого типа батарей, думаю то же самое относится и к LTO.

Вот теперь выводы.
Могу сказать, что для “обычных” литий-ионных аккумуляторов балансир подойдет отлично, это видно даже без тестов просто по алгоритму работы. Работает быстро, греется мало, также имеет очень небольшой ток потребления в режиме ожидания. Но с LiFePO4 все заметно хуже и обусловлено это не столько качеством работы, сколько особенностью самих аккумуляторов, правда и тест был очень “жестокий”, в реальности такой разброс (5-100%) встречается крайне редко.
Скорее всего я еще продолжу тесты и уж точно буду еще проверять с LiFePO4, которые пока ко мне в пути.

Балансир также хорошо будет работать в паре с пассивным, который размещен на плате защиты. Кстати, ни разу пока не встречал плат защиты со встроенным активным балансиром.
Ну а теперь мне очень хочется поиграться с конденсаторным балансиром, цена только расстраивает, четырехканальная версия стоит около 15 долларов.

На этом у меня все, надеюсь что было полезно.

Схема подключения к балансировочному разъему Imax B6 от SkyRC.

Балансировка аккумуляторов 18650.

Дата публикации 05.10.2020

В данной статье рассмотрим принцип и схему подключения к балансировочному разъему, а так же сам процесс баланса аккумуляторов на примере элементов 18650 всем известного зарядного устройства IMAX B6. Так же обратим внимание ряд важных вопросов возникающих у пользователей ставших счастливыми обладателями данного девайса (где взять сами балансировочные кабеля, боксы (холдеры) для аккумуляторов 18650, ):) А теперь рассмотрим каждый пункт по порядку.

Зачем необходимо балансировать аккумуляторы.

Сразу оговорюсь, что балансировка используется только для бывших в употреблении литийсодержащих (LiIon, LiPo, LiFe) аккумуляторов, для «никеля» балансировка не нужна. При использовании в сборке нескольких аккумуляторов необходимо избегать перезарядки, а также превышения порога подачи максимального тока заряда. Обычно LiIon, LiPo, LiFe заряжают током до 1С, это значит что аккумулятор емкостью 1000mAh можно заряжать током МАКСИМУМ 1А. Превышение тока заряда или времени заряда (перезарядки) может привести к порче аккумулятора, его нагреву или даже возгоранию и взрыву. Если взять сборку из нескольких разных по емкости и остаточному заряду литийсодержащих аккумуляторов и начать их просто заряжать, то гарантированно одни «банки» перезарядятся, другие начнут греться (из-за возможной подачи тока более 1С). Что бы этого избежать аккумуляторы заряжают через балансировочный разъем.

В моем случае аккумуляторы 18650 балансировались для постановки в Power Bank и работы в параллельном соединении, являлись бывшими в употреблении, сняты с 2х разных ноутбучных АКБ.

Аккумуляторы 18650, без контроллера — первые три и с ним

Схема подключения к балансировочному разъему Imax B6

Независимо от того оригинальное Ваше устройство или нет , оно имеет 5 разъемов для балансировки LiIon LiPo аккумуляторов (от 3-х  до 7-пинового от 2 до 6 банок соответственно). Для людей немного отличающих полярность и знающих закон Ома, скажу просто: что бы подключить аккумуляторы к соответствующему балансировочному разъему соедините банки ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО, затем 1й пин разъема ляжет на плюс сборки, а последний пин на минус сборки, а промежуточные соединения лягут на соответствующие промежуточные пины разъема. А также на плюс и минус сборки необходимо подцепить соответствующие щупы Imax-а. Для лучшего понимания внизу приведена схема для подключения максимального количества банок (6 cells).

Схема подключения шести Li аккумуляторов к балансировочному разъему зарядного устройства IMax B6

Подключение аккумуляторов к балансировочному разъему

Рассмотренный случай рассчитан на максимальное количество аккумуляторов для балансировки (6 «банок»), для подключения меньшего количества поступаем по аналогии соблюдая полярность.

Где достать штекер балансировочного разъема для IMax B6 от SkyRC.

Штекер балансировочного разъема, а так же боксы (холдеры, держатели), например для аккумуляторов 18650 можно приобрести на любой торговой площадке типа Prom.ua, Avito или же на всем известном Aliexpress.com. Но есть возможность изготовить штекер балансировочного разъема IMAX B6 самостоятельно. Для этого подойдут:

— аудио-кабель от CD/DVD привода компьютера, он 4-х пиновый, но задействовано только 3 из них.

— штекер подключения кнопок power, reset, usb старых системных блоков

— любой другой подходящий штекер от аудио-видео или компьютерной техники

Штекер аудио от CD/DVD привода

Штекера подключения индикации системного блока

В моем случае был выбран первый вариант, аудио-кабель от старого CD-шника был разрезан по середине, крайние пины вытянуты и поставлены подряд,  а так же были срезаны пластиковые защелки разъема. Таким образом мы получили два 3-х пиновых разъема, но для балансировки 6 батарей нужно 7 пинов. Для этого можно найти одиночный штекер.

Предыдущая

СтатьиСоздаем почту на примере gmail

Следующая

СтатьиУправление дисками (создание нового, удаление, изменение буквы)

Автор статьи

Специалист по ремонту компьютерной и мобильной техники

Написано статей

Есть ли способ построить аккумулятор 18650 со встроенным балансным зарядом? Или балансировка не очень нужна?

Это мой первый пост здесь.

Э-э, я энтузиаст DIY, особенно в области электроники. На самом деле я создаю портативную Playstation 2 Slim с дисплеем IPS, чтобы он выглядел как контроллер Wii U. Это моя первая большая электронная работа.

Однако, будучи портативным, мне нужно, чтобы он питался от аккумуляторов. Я очень смущен тем, как приблизиться к силовой части этого проекта. Я сделаю все возможное, чтобы быть как можно более подробным! Я с нетерпением жду ваших ответов!

---

Маленькие детали

Оглядываясь вокруг, я пришел к выводу, что аккумуляторная батарея на 18650 с (3S) будет работать хорошо, и это тоже кажется простым. Подключение трех из них последовательно даст максимум 12,6 В. Это также немного распространено, поэтому много информации о батареях можно найти, и даже извлечь из батарейных блоков ноутбука.

У меня есть некоторые подробности об электронике, включенной в проект:

Sony Playstation 2 Slim (модель 75003)

• Рабочее напряжение: 8,5 В
• Потребляемая мощность: максимум 6 А

Innolux N070IDG (да, я люблю красивые экраны: D)

• Тип: IPS LCD
• Разрешение: 1280×800
• Размер: диагональ 7 дюймов
• Рабочее напряжение: 9-12 В (лучшее при 12 В)
• Потребление: 190-210 мА (полная яркость) ( отображается от источника питания Bench)
• Интерфейс дисплея: включает интерфейсную плату HDMI, VGA, 2 х AV.

PAM8403 Усилитель звука

• 2 канал
• Выход: 3 Вт на канал на 4 Ом.
• Напряжение: 5 В

---

Аккумуляторы

Мне удалось получить 6 х 18650 батарей от старого ноутбука. После некоторых поисков, кажется, литий-ионные аккумуляторы Sony SF US18650GR 2400mAH . Итак, я пришел к выводу, что для начала этого достаточно, три из них.

---

Проблема

Я хотел использовать этот аккумулятор 3S с BMS. После того, как я получил BMS, как раз когда собирался собрать пакет, я исследовал еще немного.

Кажется, что BMS НЕ балансируют клетки. Я подумал, что, поскольку он имеет защиту от перезаряда и перезарядки, он будет заряжать элементы по 4,2 В каждый, когда элемент заполнен, а другие нет, он прекратит зарядку для этого конкретного элемента и продолжит работу на элементах, которые не ‘ т полный. Но я, кажется, ошибаюсь, и это все еще может выйти из равновесия.

Мне было интересно … большинство потребительских устройств, которые мы используем, просто используют зарядное устройство / источник питания постоянного тока для перезарядки устройств, таких как ноутбуки или портативные колонки и т. Д. Конечно, они, должно быть, разработали балансировочную цепь внутри батарейного блока или в устройстве – или они не баланс зарядки тоже?

В большинстве уроков упоминается, что использование зарядного устройства с балансировочным разъемом является единственным способом поддержания его производительности. Я считаю довольно неудобным носить с собой зарядное устройство для баланса и вынимать аккумулятор из устройства, чтобы перезарядить его.

Мой вопрос : возможно ли спроектировать аккумуляторную батарею, которая имеет необходимые защитные функции, такие как защита от пониженного / повышенного напряжения и перегрузки по току, и сконструировать ее так, чтобы она заряжалась через простое зарядное устройство постоянного тока?

Или баланс зарядки . . что-то не совсем необходимо?

Я просто очень боюсь использовать литиевые батареи. Я не хочу причинять вред себе или кому-либо еще.

---

Мои возможные решения

Поскольку я не очень разбираюсь в литиевых батареях, мне кажется, что балансировка очень важна. Я подумал о нескольких решениях, которые, я надеюсь, будет в порядке, я приветствую ваши отзывы на них!

Решение A – Вместо этого используйте только пакет 1S3P (или более параллельно) и используйте зарядное устройство USB 5V на базе TP4056 . Сопряжение с 3-мя преобразователями BOOST для питания ЖК-дисплея, PS2 и другой электроники под собственным напряжением, с 1S BMS. (Меня беспокоит то, что моя батарея может не справиться с потреблением тока.)

Я знаю, что мне придется также выполнять расчеты, основанные на эффективности повышающих преобразователей, чтобы получить точное потребление тока от батарей.

Решение B – Мой изначально выбранный метод, я думаю, диаграмма не требует пояснений. Но я не решаюсь использовать этот метод, поскольку я обнаружил, что он не уравновешивает клетки (и разрушает их жизнь) и может быть опасным.

Решение C – Индивидуальная защита каждой ячейки с помощью 1S BMS и совместное использование 3S BMS. Это звучит смешно, я думаю. Но почему-то я думаю, что это будет работать, но не так хорошо или не будет рекомендовано.

Решение D – Правильный сбалансированный метод, который потребует использования громоздкого весового зарядного устройства и невозможности использования устройства во время зарядки (удаление пакета, необходимого для зарядки). Это действительно неудобно, на мой взгляд.

---

Ну, спасибо за чтение, я надеюсь, что это не было слишком долго. Я действительно надеюсь, что получу ответ от этого раз и навсегда. Потому что я обычно не спрашиваю, я просто исследую. Теперь мне действительно нужна помощь, так как это может быть опасно, если что-то пойдет не так.

Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете и какое решение лучше! Я постараюсь ответить в меру своих возможностей.

Я также хочу знать, какие ошибки могут быть в моих «возможных решениях»! Чтобы я мог избежать или исправить их в будущем.

Еще раз спасибо большое.

в США призвали не делать ошибку!

В США объявили войну аккумуляторам 18650 без защиты. Ведомство по безопасности потребительских товаров (CPSC) призвало и самих покупателей отказаться от таких элементов, а от предпринимателей потребовало убрать такие ячейки из продажи.

Предлагаем простыми словами разобраться, почему это так важно для каждого из нас.

18650 с защитой — можно использовать в любых бытовых приборах/устройствах и заряжать отдельно.

Простыми словами, 18650 с защитой играет роль перезаряжаемой батарейки, которую можно относительно легко заменить при износе старой. Например, в фонариках, игрушках и так далее.

Узнайте, что значит защищённый аккумулятор — от чего его хотят защитить?

18650 без защиты — очень опасны, можно использовать и заряжать только в специально предназначенных приборах/устройствах.

Простыми словами, 18650 без защиты являются промышленным компонентом в электронике и размещаются внутри корпуса. Его замена выполняется модульно (вместе с внешней платой управления и балансировки BMS) или в специализированной мастерской.

В чём главное отличие 18650 без защиты от 18650 с защитой?

Главное отличие батарей 18650 без защиты заключается в отсутствии компонентов безопасности при зарядке и разрядке (эксплуатации).

Производитель в многосоставных батареях из нескольких незащищённых аккумуляторов 18650 защищает не один элемент, а сразу всю сборку. Например, в электротранспорте (от гироскутеров до электромобилей) или ноутбуках. В этом случае используют общую плату управления на все элементы.

Что значит «18650 без защиты»?

В отдельно взятом незащищённом 18650-аккумуляторе отсутствует плата BMS (Battery Management System), которая включает в себя:

• • PCB (Protection Circuit Board) — для предотвращения перезаряда и глубокого разряда;
• • терморезистор PTC/NTC (Positive/Negative Temperature Coefficient) — для защиты при критических показателях температуры.

При этом в большинстве аккумуляторов 18650 есть базовая защита CID (клапан выпуска газов при повышении давления для предотвращения вздутия/разрыва), но не во всех.

У защищённого экземпляра есть возможность отреагировать на критические состояния и разорвать электронную цепь в случае опасности. То есть без такой защиты аккумулятор 18650 обязательно должен контролироваться платой управления BMS или непосредственно самим устройством.

Важно! При использовании 18650 без защиты может произойти несчастный случай, при котором аккумулятор:

Батарея, которая управляется при помощи одной BMS-платы на сборку из 8 незащищённых элементов питания 18650.

Замена 18650 без защиты должна быть осознанной

При попытке заменить элементы 18650 без защиты пользователь берёт на себя все риски. Установка в батарейный блок без балансировки и тестирования чревата опасными последствиями. Качество такого ремонта будет непредсказуемым.

Батарея может взорваться или вспыхнуть прямо в руках, на зарядке или просто дома — последствия очень серьёзные!

Иногда производители всё же используют 18650 без защиты как батарейку. Так бывает, например, в китайских фонариках или недорогих гаджетах, где зарядка выполняется подключением USB-кабеля.

По замыслу производителя защита есть в самом устройстве. Пользователю не нужно вынимать батарею, чтобы зарядить. В инструкции к ним обычно указано, что дозволяется применять идентичные 18650-элементы. Но это скорее исключение из правил.

Например, у нас в Neovolt вы можете заказать замену элементов на предприятии в Москве (и не только формата 18650). Доставка выполняется через пункты CDEK или PickPoint. Оплата при получении готового изделия на руки — никаких рисков.

Услуга замены элементов популярна. Ей пользуются для оживления аккумуляторного электроинструмента, пылесосов, профессиональных приборов и так далее. Оригинал сложно достать (дорого или снят с производства), либо дата изготовления более трёх лет, плохо держит заряд.

Замена элементов дешевле, чем покупать новую батарею. Порой это вообще единственный вариант, если оригинал трудно найти или он снят с производства.

Так, при замене элементов 18650 без защиты в обязанности нашего инженера входит точечная сварка, сборка, компоновка, балансировка, тестирование и калибровка на канадском оборудовании Cadex. В домашних условиях провести такую работу качественно невозможно. А в сторонних мастерских не дают гарантию 12 месяцев на такое изделие.

Если вы не уверены, какой аккумулятор выбрать, то напишите в комментарии или в личные сообщения ВКонтакте @NeovoltRu — мы поможем и подскажем, как сделать всё правильно.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

BMS контроллер заряда-разряда для 18650 с балансировкой

2 351

BMS контроллер заряда-разряда для 18650 с балансировкой HX-3S-FL25A-А

Описание:

Размер платы: 56х45х1,2 мм.
Количество аккумуляторов: 3
Номинальное напряжение: 11.1-12.6В
Верхний порог отключения заряда: 4.2~4.35В ± 0.05В
Нижний порог отключения разряда: 2.7~3.0В ± 0.05В
Максимальный рабочий ток: 25A
Ток покоя: менее 30мкА.

*******************
Обратите внимание! Эта плата не подходит для переделки шуруповёртов без переделки! Переделка описана ниже. В случае неудачи, винить будете только себя. Прежде чем начать, прочтите внимательно статью.
*******************

BMS HX-3S-FL25A-А (Battery Management System) – это система управления аккумуляторами, которая предназначена для контроля процесса заряда и разряда литий-ионных аккумуляторов типа 18650, а также мониторинга их состояния.
К основным защитным функциям системы относятся: защита от перенапряжения в процессе зарядки, короткого замыкания, перезаряда и разряда аккумулятора.

Модуль защиты имеет функцию балансировки, которая заключается в обеспечении равномерного заряда аккумуляторов. Балансировка работает постоянно и независимо от схемы защиты. Для обеспечения правильной работы балансировки необходимо использовать аккумуляторы одинаковой ёмкости и качества. Отключение заряда аккумулятора происходит при достижении напряжения 4.2~4.35В, а разряда при снижении напряжения до 2.7~3.0В. Использование данного модуля позволяет предотвратить преждевременный износ аккумуляторов, обеспечить их правильное и безопасное функционирование.

Модификация платы для использования с электроинструментом.

Из-за невысокой стоимости и встроенного балансира плату защиты можно встраивать прямо в батарейный блок электроинструмента. Функций зарядного устройства плата не имеет.

Шунт собран из двух SMD резисторов по 5мОм в параллель (суммарно 2,5мОм).
В качестве ключей использованы полевые транзисторы AOD514 включенные по 4 в параллель.

Балансировка собрана на базе микросхемы HY2213-BB3A, номинальное напряжение балансировки 4,20V
Ток балансировки фиксированный 42мА (4,20V/100Ом=42мА), этого вполне достаточно для аккумуляторов не особо высокой ёмкости.

Балансировка работает постоянно и независимо от схемы защиты. Пока напряжение на любом из аккумуляторов превышает 4,20V, к нему подключается нагрузочное сопротивление 100 Ом до тех пор, пока он не разрядится до 4,20V.

На p-n-p транзисторах Q1-Q6 собран преобразователь уровней и сумматор сигналов с HY2210
На n-p-n транзисторах Q7-Q9 собрана логика управления силовыми ключами
Q7 отпирается при переразряде любого аккумулятора до напряжения ниже 2.40В, восстановление происходит при напряжении свыше 3.0В (после снятия нагрузки либо подключения к зарядке).
Q8 обеспечивает защёлкивание защиты после её срабатывания до момента полного снимания нагрузки. Одновременно, на нём организована быстродействующая защита при коротком замыкании нагрузки, когда ток поднимается свыше 100А.
Q9 отпирается при перезаряде любого аккумулятора до напряжения свыше 4.28В, восстановление происходит под нагрузкой при напряжении ниже 4.08В. При этом силовые ключи не препятствуют протеканию разрядного тока.

S1 и S2 — контрольные точки, к термозащите отношения не имеют. Более того, замыкать их между собой нельзя.
На S1 появляется сигнал при переразряде любого элемента.
На S2 появляется сигнал при перезаряде любого элемента, а также после срабатывания токовой защиты.
Ток потребления, не более 8 мкА.

Для устранения проблемы, просто необходимо увеличить время срабатывания защиты, чтобы аккумуляторы успели восстановить напряжение после пуска. Для этого достаточно добавить конденсатор емкостью 0,47uF для увеличения времени срабатывания защиты до 0,3 сек.

Доработки в конечном итоге

1. Добавлен резистор база-эмиттер для быстрого восстановления после срабатывания защиты.
Без него, автовосстановление защиты после снятия нагрузки работает крайне нестабильно, т. к. малейшие наводки на базу транзистора мешают сбросу защиты и «подвешивает» контроллер. Подходящий номинал резистора 1-3МОм. Этот резистор хорошо ложится на выводы база-эмиттер транзистора.
2. Добавлен конденсатор 0.47мкф для замедления срабатывания защиты от переразряда с 25мс (типовое для HY2210) до 300мс. Для более мощных двигателей может понадобиться еще более высокое значение емкости.
3. Выпаян ненужный конденсатор 0,1мкФ со 2 вывода HY2210 к шунту. В документации на HY2210 он отсутствует.

Amazon.com: Балансирующая литий-ионная литиевая батарея Akozon 24V 20A 7S 18650 Cells Плата защиты BMS для литий-ионных аккумуляторов 3,6 / 3,7 В серии 18650 7: патио, лужайка и сад

---

Депозит без импортных сборов и 14 долларов США. 05 Доставка в РФ Подробности

• Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
• 【Используется для】 Защитная плата предназначена для 7 серий 18650 батарей 3,6 В / 3,7 В, ее можно использовать для тройных литиевых батарей, марганцево-литиевых батарей, литиевых кобальто-кислотных батарей и батарей LiFePO4. 24 В bms
• 【Стабильная защита】 Стабильные различные защитные функции для зарядки и разрядки, такие как точная защита от перезарядки, защита от перегрузки, защита от перегрузки по току и защита от короткого замыкания.
• 【Сбалансированный процесс】 Сбалансированная аппаратная обработка ядра аккумуляторной батареи, надлежащий сбалансированный ток, разумно сбалансированное тепловыделение, не влияет на производительность аккумуляторной батареи.
• 【Увеличьте срок службы】 Он имеет алюминиевый лист, который улучшит отвод тепла для трубки MOS и продлит срок службы трубки MOS.
• 【Низкое энергопотребление】 Низкое энергопотребление в режиме покоя, а общее энергопотребление составляет менее 30 мА.

Есть ли способ собрать аккумуляторную батарею 18650 со встроенной балансной зарядкой? Или балансировка не очень нужна?

Это мой первый пост здесь.

Эээ, я энтузиаст DIY, особенно в электронике. На самом деле я создаю портативную Playstation 2 Slim с дисплеем IPS, чтобы она выглядела как контроллер Wii U. Это мое первое крупное электронное начинание.

Однако, поскольку он портативный, мне нужно, чтобы он питался от аккумуляторов. Я очень не понимаю, как подойти к силовой части этого проекта. Я постараюсь быть максимально подробным! Жду ваших ответов!

---

Маленькие детали

Осмотревшись, я пришел к выводу, что аккумулятор 18650 (3S) подойдет, он тоже казался простым.При последовательном соединении трех из них максимальное напряжение составляет 12,6 В. Это также немного распространено, поэтому можно найти много информации о батареях и даже извлечь ее из аккумуляторных блоков ноутбука.

У меня есть некоторые подробности об электронике, включенной на данный момент в проект:

Sony Playstation 2 Slim (модель 75003)

• Рабочее напряжение: 8,5 В
• Потребляемая мощность: 6 А Максимум

Innolux N070IDG (Ага, я люблю красивые экраны: D)

• Тип: IPS LCD
• Разрешение: 1280×800
• Размер: 7 дюймов по диагонали
• Рабочее напряжение: 9-12 В (лучше всего при 12 В)
• Потребление: 190-210 мА (полная яркость) (указывается на настольном источнике питания)
• Интерфейс дисплея: Включает интерфейсную плату HDMI, VGA, 2 x AV.

PAM8403 Усилитель звука

• 2 канала
• Выход: выход 3 Вт на канал при 4 Ом.
• Напряжение: 5В

---

Аккумуляторы

Мне удалось достать 6 батареек 18650 от старого ноутбука. После некоторых поисков кажется, что это Sony SF US18650GR 2400mAH Li-Ion аккумуляторы. Итак, я пришел к выводу, что для начала этого достаточно, трое из них.

---

Проблема

Я хотел использовать этот аккумулятор 3S с BMS.После того, как я получил BMS, как раз когда я собирался собрать пакет, я исследовал еще кое-что.

Похоже, что BMS делают балансные ячейки НЕ . Я подумал, что, поскольку у него есть защита от недостаточного и избыточного заряда, он будет заряжать ячейки по 4,2 В каждая, когда ячейка заполнена, а другие нет, он прекратит зарядку для этой конкретной ячейки и продолжит зарядку ячеек, которые не находятся ‘ т полный. Но мне кажется, что я ошибаюсь, и все еще может быть дисбаланс.

Мне было интересно … большинство используемых нами бытовых устройств просто используют зарядное устройство / блок питания постоянного тока для подзарядки устройств, таких как ноутбуки, портативные колонки и т. Д.Конечно, они должны были разработать схему балансировки внутри аккумуляторной батареи или в устройстве – или они также не балансируют зарядку?

В большинстве учебных пособий упоминается, что использование балансировочного зарядного устройства с балансировочным соединителем – единственный способ сохранить его работоспособность. Мне довольно неудобно носить с собой балансировочное зарядное устройство и снимать аккумуляторную батарею с устройства, чтобы подзарядить его.

Мой вопрос: .. Можно ли разработать аккумуляторную батарею, которая имеет необходимые защитные функции, такие как защита от пониженного / повышенного напряжения и перегрузки по току, и спроектировать ее таким образом, чтобы она заряжалась через простое зарядное устройство постоянного тока?

Или идет балансировка.. что-то не совсем необходимое?

Я просто очень боюсь использовать литиевые батарейки. Я не хочу навредить себе или кому-либо.

---

Мои возможные решения

Поскольку я не очень разбираюсь в литиевых батареях, и мне кажется, что балансировка очень важна. Я придумал несколько решений, которые, надеюсь, подойдут, и я приветствую ваши отзывы о них!

Решение A – Используйте вместо него только 1S3P (или несколько параллельно) и используйте зарядное устройство USB 5V на базе TP4056.Сопряжение с 3 преобразователями BOOST для питания ЖК-дисплея, PS2 и другой электроники с их собственным напряжением с 1S BMS. (Меня беспокоит то, что моя батарея может не справиться с потребляемым током.)

Я знаю, что мне придется провести расчеты, основанные на эффективности повышающих преобразователей, чтобы получить точное значение тока, потребляемого батареями.

Решение B – Мой изначально выбранный метод, я думаю, что диаграмма не требует пояснений. Но я не решаюсь использовать этот метод, поскольку я обнаружил, что он не уравновешивает клетки (и не разрушает их жизнь) и может быть опасен.

Решение C – Индивидуальная защита каждой ЯЧЕЙКИ с помощью 1S BMS и совместное использование 3S BMS. Думаю, это звучит нелепо. Но почему-то я думаю, что это сработает, но не так хорошо или не рекомендуется.

Решение D – Правильный сбалансированный метод, который потребует использования громоздкого балансировочного зарядного устройства и невозможности использовать устройство во время зарядки (удаление блока, необходимого для зарядки). На мой взгляд, это действительно неудобно.

---

Что ж, спасибо за чтение, надеюсь, это было не слишком долго. Я очень надеюсь, что получу ответ раз и навсегда. Потому что я обычно не спрашиваю, я просто исследую. Теперь мне действительно нужна помощь, потому что это может быть опасно, если что-то пойдет не так.

Пожалуйста, дайте мне знать, что вы думаете и какое решение лучше! Я постараюсь ответить изо всех сил.

Я также хочу знать, какие ошибки могут быть в моих «возможных решениях»! Чтобы я мог избежать или исправить их в будущем.

Еще раз большое спасибо.

Активная балансировка аккумуляторных ячеек | Analog Devices

При пассивной и активной балансировке ячеек каждая ячейка в батарейном стеке контролируется для поддержания работоспособного состояния заряда батареи (SoC). Это продлевает срок службы батареи и обеспечивает дополнительный уровень защиты, предотвращая повреждение элемента батареи из-за глубокого разряда или чрезмерного заряда. Пассивная балансировка приводит к тому, что все аккумуляторные элементы имеют одинаковую SoC, просто рассеивая избыточный заряд в спускном резисторе; однако это не увеличивает время работы системы (см. блог «Балансировка ячеек пассивной батареи»).Активная балансировка ячеек – это более сложный метод балансировки, который перераспределяет заряд между элементами батареи во время циклов зарядки и разрядки, тем самым увеличивая время работы системы за счет увеличения общего полезного заряда в батарее, уменьшения времени зарядки по сравнению с пассивной балансировкой и уменьшения выделяемого тепла. при балансировке.

Активная балансировка ячеек во время разряда

На приведенной ниже диаграмме представлен типичный аккумуляторный блок, в котором все элементы работают на полную мощность.В этом примере полная емкость отображается как 90% заряда, потому что поддержание батареи на уровне 100% емкости или около нее в течение длительных периодов времени сокращает срок службы батареи быстрее. 30% представляют собой полностью разряженные, чтобы предотвратить глубокую разрядку ячеек.

Рисунок 1. Полная мощность.

Со временем некоторые элементы станут слабее других, что приведет к профилю разряда, представленному на рисунке ниже.

Рисунок 2. Несоответствующий разряд.

Видно, что даже несмотря на то, что в некоторых батареях может оставаться довольно много емкости, слабые батареи ограничивают время работы системы.Несоответствие батареи 5% приводит к неиспользованию 5% емкости. С большими батареями это может быть чрезмерное количество энергии, которое не используется. Это становится критически важным для удаленных систем и систем, к которым трудно получить доступ, поскольку это приводит к увеличению количества циклов заряда и разряда батареи, что сокращает срок службы батареи, что приводит к более высоким затратам, связанным с более частой заменой батареи.

При активной балансировке заряд перераспределяется от более сильных элементов к более слабым, что приводит к полностью разряженному профилю батареи.

Рисунок 3. Полное истощение при активной балансировке.

Активная балансировка ячеек во время зарядки

При зарядке батарейного блока без балансировки слабые элементы достигают полной емкости раньше, чем более сильные батареи. Опять же, ограничивающим фактором являются слабые клетки; в этом случае они ограничивают общий объем заряда, который может удерживать наша система. На диаграмме ниже показана зарядка с этим ограничением.

Рисунок 4. Зарядка без балансировки.

При активном балансировочном перераспределении заряда во время цикла зарядки стек может достичь своей полной емкости. Обратите внимание, что такие факторы, как процент времени, отведенного для балансировки, и влияние выбранного тока балансировки на время балансировки здесь не обсуждаются, но являются важными соображениями.

Активные балансировщики ячеек

Analog Devices Inc. предлагает семейство активных балансировщиков ячеек, каждое из которых соответствует различным системным требованиям. LT8584 – это 2.Монолитный обратноходовой преобразователь тока разряда 5А, используемый вместе с семейством мультихимических мониторов аккумуляторных элементов LTC680x; Заряд может быть перераспределен от одного элемента к верху аккумуляторной батареи или к другой аккумуляторной ячейке или комбинации ячеек в стопке. На каждую ячейку батареи используется один LT8584.

Рис. 5. 12-элементный аккумуляторный модуль с активной балансировкой.

LTC3300 – это автономный двунаправленный контроллер обратного хода для литиевых и LiFePO4 батарей, обеспечивающий до 10 А уравновешивающего тока; поскольку он двунаправленный, заряд от любой выбранной ячейки может передаваться с высокой эффективностью к 12 или более соседним ячейкам или от них.Один LTC3300 может сбалансировать до шести ячеек.

Рисунок 6. Высокоэффективная двунаправленная балансировка.

LTC3305 – это автономный стабилизатор свинцово-кислотных аккумуляторов, вмещающий до четырех ячеек; он использует пятую аккумуляторную батарею (AUX) и постоянно размещает ее параллельно с каждой из других батарей (по одной за раз), чтобы сбалансировать все элементы батареи (свинцово-кислотные батареи прочные и могут справиться с этим).

Рисунок 7. Балансир с четырьмя батареями с запрограммированными фронтами высокого и низкого напряжения батареи.

Резюме

Как активная, так и пассивная балансировка ячеек – эффективный способ улучшить работоспособность системы путем мониторинга и согласования SoC каждой ячейки. Активная балансировка ячеек перераспределяет заряд во время цикла зарядки и разрядки, в отличие от пассивной балансировки ячеек, которая просто рассеивает заряд во время цикла зарядки. Таким образом, активная балансировка ячеек увеличивает время работы системы и может повысить эффективность зарядки. Для активной балансировки требуется более сложное решение, занимающее большую площадь; пассивная балансировка более рентабельна.Независимо от того, какой метод лучше всего подходит для вашего приложения, Analog Devices Inc. предлагает решения как для интегрированных в наши ИС управления батареями (например, LTC6803 и LTC6804), так и для дополнительных устройств, которые работают вместе с этими ИС, чтобы обеспечить точную и надежную систему управления батареями. .

Аккумуляторная батарея онлайн | Почему в аккумуляторных батареях

необходима правильная балансировка ячеек

Комментарий Антона Бека, менеджера по аккумуляторным продуктам, Epec

Когда литиевая аккумуляторная батарея конструируется с использованием нескольких последовательно соединенных ячеек, очень важно разработать электронные элементы для постоянного выравнивания напряжений ячеек.Это не только для производительности аккумуляторной батареи, но и для оптимального срока службы.

Использование балансировки ячеек позволяет нам разработать батарею большей емкости для приложения, поскольку балансировка позволяет батарее достичь более высокого уровня заряда (SOC). Многие компании предпочитают не использовать балансировку ячеек в начале своей разработки, что снижает затраты, но без инвестиций в оборудование и программное обеспечение для балансировки ячеек конструкция не позволяет SOC приближаться к 100 процентам.

Что такое клеточный дисбаланс?
Если литиевые элементы перегреты или перезаряжены, они склонны к ускоренной деградации элементов. Они могут загореться или даже взорваться, поскольку может произойти тепловое неуправляемое повреждение, если напряжение литий-ионного элемента превышает 4,2 В даже на несколько сотен милливольт.

Аккумуляторная батарея с балансировкой ячеек

Каждый аккумулятор, который мы разрабатываем и производим в Epec, имеет схему защиты от перенапряжения (иногда даже резервную) в сочетании со стандартной балансировкой ячеек, которая предотвратит такое событие.В многоэлементном аккумуляторном блоке, который обычно используется в портативных компьютерах и медицинском оборудовании, последовательное размещение ячеек открывает возможность дисбаланса ячеек, более медленной, но стойкой деградации батареи.

Что такое балансировка ячеек?
Балансировка ячеек – это процесс выравнивания напряжений и уровня заряда между ячейками, когда они полностью заряжены. Нет двух одинаковых ячеек. Всегда есть небольшие различия в уровне заряда, скорости саморазряда, емкости, импедансе и температурных характеристиках.Это верно, даже если элементы одной модели, одного производителя и одной партии. Производители будут сортировать элементы по одинаковому напряжению, чтобы соответствовать как можно точнее, но все еще есть небольшие различия в импедансе отдельных ячеек, емкости и скорости саморазряда, которые в конечном итоге могут привести к расхождению в напряжении с течением времени.

Большинство типичных зарядных устройств аккумуляторов обнаруживают полный заряд, проверяя, достигло ли напряжение всей цепочки ячеек точки стабилизации напряжения.Напряжения отдельных ячеек могут изменяться до тех пор, пока они не превышают пределы защиты от перенапряжения. Однако слабые элементы (с меньшей емкостью / более высоким внутренним сопротивлением), как правило, демонстрируют более высокое напряжение, чем остальные элементы серии при полном завершении заряда. Затем эти элементы еще больше ослабляются за счет непрерывных циклов перезарядки. Более высокое напряжение более слабых ячеек при завершении заряда вызывает ускоренное ухудшение емкости. Если максимальное рекомендованное зарядное напряжение будет превышено даже всего на 10 процентов, это приведет к увеличению скорости деградации на 30 процентов.

На стороне разряда слабые элементы, как правило, имеют более низкое напряжение, чем другие элементы, из-за либо более высокого внутреннего сопротивления, либо более высокой скорости разряда в результате более низкой емкости. Это означает, что если какая-либо из слабых ячеек достигнет предела защиты ячейки по напряжению, в то время как напряжение батареи все еще будет достаточным для питания системы, полная емкость батареи никогда не будет использована, поскольку защита батареи предотвратит чрезмерную разрядку (что может привести к повреждению элемент), останавливая разряд всей батареи, когда напряжение на одной ячейке становится ниже порогового значения напряжения ячейки (обычно около 2.7 В).

Методы балансировки ячеек
Основное решение балансировки ячеек выравнивает напряжение и состояние заряда между элементами, когда они находятся в полностью заряженном состоянии. Балансировка ячеек обычно подразделяется на два типа:

1. Пассивный
2. Действует

Пассивная балансировка ячеек
Метод пассивной балансировки ячеек несколько прост и понятен. Разрядите элементы через диссипативный обходной путь.Этот байпас может быть встроенным или внешним по отношению к интегральной схеме (IC). Такой подход выгоден при использовании недорогих систем. Тот факт, что 100% избыточной энергии от элемента с более высокой энергией рассеивается в виде тепла, делает пассивный метод менее предпочтительным для использования во время разряда из-за очевидного влияния на время работы батареи.

Активная балансировка ячеек
Активная балансировка ячеек, которая использует емкостное или индуктивное переключение заряда для передачи заряда между элементами батареи, значительно более эффективна, поскольку энергия передается туда, где она необходима, а не отводится.Конечно, компромиссом для повышения эффективности является необходимость в дополнительных компонентах по более высокой цене.

Резюме
Балансировка ячеек важна не только для повышения производительности и увеличения срока службы батареи, но и добавляет элемент безопасности в батарею. Одной из новых технологий для повышения безопасности батарей и увеличения срока их службы является усовершенствованная балансировка ячеек. Поскольку новые технологии балансировки ячеек отслеживают объем балансировки, необходимый для отдельных ячеек, срок службы аккумуляторных блоков увеличивается, а общая безопасность аккумуляторных батарей повышается.

6S до 28S 100A Плата защиты батареи BMS с балансировкой для электромотора автомобиля PCM 18650 Аккумуляторная батарея Литиевый баланс Зарядная плата

Описание продукта

Характеристики:

1. Напряжение обнаружения избыточного заряда: Мин .: 4,23 В Тип: 4,25 В Макс .: 4,27 В

2. Напряжение восстановления избыточного заряда: Мин .: 4,14 В Тип: 4,19 В Макс .: 4,24 В

3. Напряжение обнаружения избыточного разряда: Мин .: 2,72 В Тип: 2.8 В макс .: 2,88 В

4. Напряжение восстановления после разрядки: Мин .: 2,9 В Тип: 3 В Макс .: 3,1 В

5. Ток разряда (непрерывный): Мин .: A Тип: 100A Макс .: A

ток зарядки: 10А

6. Ток защиты от перегрузки: Мин .: A Тип: 430A Макс .: A

7. Баланс: Мин: Тип: Да Макс:

8. Балансировочное напряжение: Мин .: В Тип: 4,18 В Макс .: В

9. Балансирующий ток: Мин .: мА Тип: 60 мА Макс .: мА

10. Задержка защиты от переразряда по напряжению: Мин .: 105 мс Тип: 140 мс Макс .: 175 мс

11.Время задержки защиты от перегрузки по току: Мин .: 18 мс Тип: 24 мс Макс .: 30 мс

12. Ток холостого хода: 85 мкА

13. Температурная защита: есть

14. Защита от перегрузки по току: восстановление зарядки

В пакет включено:

1 x 6S – 28S 100A Плата защиты батареи BMS с балансировкой

Более подробные фотографии:

Дополнительная информация

При заказе от Alexnld.com, вы получите электронное письмо с подтверждением. Как только ваш заказ будет отправлен, вам будет отправлено электронное письмо с информацией об отслеживании доставки вашего заказа. Вы можете выбрать предпочтительный способ доставки на странице информации о заказе во время оформления заказа. Alexnld.com предлагает 3 различных метода международной доставки, авиапочту, зарегистрированную авиапочту и услугу ускоренной доставки, следующие сроки доставки:

Зарегистрировано авиапочтой и авиапочтой	Площадь	Время
	США, Канада	10-25 рабочих дней
	Австралия, Новая Зеландия, Сингапур	10-25 рабочих дней
	Великобритания, Франция, Испания, Германия, Нидерланды, Япония, Бельгия, Дания, Финляндия, Ирландия, Норвегия, Португалия, Швеция, Швейцария	10-25 рабочих дней
	Италия, Бразилия, Россия	10-45 рабочих дней
	Другие страны	10-35 рабочих дней
Ускоренная доставка	7-15 рабочих дней по всему миру

Мы принимаем оплату через PayPal ， и кредитную карту.

Оплата через PayPal / кредитную карту –

ПРИМЕЧАНИЕ. Ваш заказ будет отправлен на ваш адрес PayPal. Убедитесь, что вы выбрали или ввели правильный адрес доставки.

1) Войдите в свою учетную запись или воспользуйтесь кредитной картой Express.

2) Введите данные своей карты, и заказ будет отправлен на ваш адрес PayPal. и нажмите «Отправить».

3) Ваш платеж будет обработан, и квитанция будет отправлена ​​на ваш почтовый ящик.

Отказ от ответственности: это отзывы пользователей.Результаты могут отличаться от человека к человеку.

Li-Ion BMS – Белая книга

Одна из функций BMS – балансировка батареи.

Ячейки в батарее могут быть разбалансированы по нескольким причинам, в том числе:

1. Фактическое состояние заряда
2. Утечка (ток саморазряда)
3. Внутреннее сопротивление
4. Вместимость

Точно подходят только элементы от лучших производителей, а батареи, в которых они используются, требуют минимальной балансировки.К сожалению, элементы многих производителей имеют значительные вариации от ячейки к ячейке.

Балансировка касается только 1st : выравнивание SOC различных ячеек в батарее.
При этом он также компенсирует 2nd one: изменение утечки от ячейки к ячейке.
Его работу может несколько затруднить 3-й : вариации в сопротивлении ячеек.
То, что не делает балансировка, – это 4-й . Это делается с помощью другой техники: перераспределения.

Перераспределение позволяет использовать всю энергию батареи; он требует значительно более высоких токов, чем балансировка.

Точка балансировки состоит в том, чтобы максимально увеличить заряд, который может доставить аккумулятор, ограниченный только элементом с наименьшей емкостью.

• Без балансировки емкость батареи ограничивается на одном конце, когда элемент становится полностью заряженным, и на другом конце, когда элемент (тот же или другой элемент) становится полностью разряженным.
• После балансировки емкость батареи ограничивается с обоих концов элементом с наименьшей емкостью (или, в крайних случаях, элементом с наивысшим внутренним сопротивлением).

Сбалансированная батарея – это батарея, в которой при некотором состоянии заряда все элементы находятся в одном и том же состоянии заряда.

Это можно сделать на любом уровне SOC. В аккумуляторах, которые регулярно полностью заряжаются, это обычно делается на 100% уровне.

BMS уравновешивает батарею, снимая дополнительный заряд с наиболее заряженных ячеек и / или добавляя заряд к наименее заряженным ячейкам.

Балансировка может быть диссипативной или недиссипативной (диссипативная: энергия тратится на тепло; бездиссипативная: энергия передается и, следовательно, не тратится впустую).

Диссипативная балансировка часто называется «пассивной» балансировкой; бездиссипативная балансировка часто называется «активной» балансировкой.

В первую очередь, сколько тока требуется для балансировки батареи, зависит от того, почему батарея не сбалансирована:

• Валовая балансировка: для устранения грубого дисбаланса сразу после изготовления или ремонта пакета, который был построен с использованием несовпадающих ячеек
• Балансировка при техническом обслуживании: поддержание баланса упаковки при нормальном использовании

Правильный способ изготовления или ремонта упаковки – это сделать это таким образом, чтобы в итоге получилась сбалансированная упаковка, так что BMS не требуется для обеспечения начальной полной балансировки.

Это можно сделать одним из двух способов (или обоими):

• Баланс перед сборкой: используйте ячейки, которые начинаются в одном и том же состоянии заряда (SOC)
• Баланс после сборки: приложите нагрузку (или источник питания) к отдельным элементам, которые чрезмерно заряжены (или разряжены), пока батарея все еще открыта и есть доступ к отдельным точкам напряжения в батарее

Если, с другой стороны, блок построен или отремонтирован без учета начального SOC отдельных ячеек, можно ожидать, что BMS выполнит полную балансировку.В этом случае максимальная продолжительность времени, необходимого для балансировки этого блока, будет зависеть от размера блока и тока балансировки.
Требуемый ток балансировки будет пропорционален размеру блока и обратно пропорционален желаемому времени балансировки:

Ток балансировки [A] = размер упаковки [Ач] / время брутто балансировки [часы]

На этом графике используется приведенная выше формула, чтобы показать необходимое время балансировки.

Время, необходимое для балансировки сильно неуравновешенного блока, vs.балансирующий ток, для различных размеров упаковки.

На приведенном выше графике вы можете увидеть, что:

• BMS с балансирующим током 1 А потребуется почти 1 неделя для балансировки блока 100 Ач, в котором некоторые ячейки полностью заряжены, а некоторые полностью пусты.
• Балансный ток 10 мА не сможет сбалансировать батарею 1000 Ач в течение срока службы ее владельца.
• И наоборот, балансный ток в 10 А будет излишним для батареи 1 Ач, так как он уравновесит батарею менее чем за 6 минут.

Следовательно, если ожидается, что BMS сбалансирует большую, сильно разбалансированную батарею в разумные сроки, она должна будет обеспечить относительно высокий ток балансировки.

Если батарея начинает сбалансированную, поддерживать баланс намного проще: все, что нужно сделать BMS, – это компенсировать вариацию утечки саморазряда в элементах.

• Если все ячейки имеют одинаковую утечку, то балансировка не требуется: SOC всех ячеек будет медленно падать точно так же, поэтому упаковка останется в равновесии.
• Если все ячейки имеют одинаковую утечку, за исключением одной ячейки, утечка которой на 1 мА больше, то BMS должна принимать в среднем 1 мА от всех остальных ячеек, чтобы компенсировать это (или просто добавить 1 мА. в одну ячейку)

До сих пор мы рассматривали средний ток балансировки (1 мА в приведенных выше примерах).
Во многих приложениях BMS не может балансировать 24/7. Тем не менее, утечка разряжает элемент 24/7.
В этих случаях ток баланса должен быть выше, обратно пропорционально тому, сколько времени доступно BMS для балансировки пакета.

Например:

• Если BMS может балансировать постоянно, ток баланса может составлять всего 1 мА
• Если BMS может балансировать только один час каждый день, ток баланса должен составлять 24 мА для достижения среднего значения 1 мА.

Конечно, это нормально, если BMS может работать с током баланса, превышающим требуемый минимум.
В этом случае BMS обеспечивает необходимый балансный ток одним из двух способов:

• Постоянная балансировка, но уменьшение ее значения в соответствии с дельта-током утечки ячеек
• Включение и выключение балансировки с таким рабочим циклом, что в среднем ток соответствует дельте-току утечки ячеек

Нет причин указывать BMS, которая может обрабатывать больший балансирующий ток, чем требуется для блока, в худшем случае дельты тока утечки.

Требуемый ток балансировки пропорционален разнице в токе утечки и тому, какой процент времени доступен для балансировки:

Ток баланса [A] = (Макс. Утечка [A] – Мин. Утечка [A]) / (ежедневное время балансировки [часы] / 24 [часа])

На этом графике используется приведенная выше формула, чтобы показать требуемый ток балансировки.

Время, необходимое для поддержания баланса блока, в зависимости от тока утечки по дельте в течение различных пропорций времени, доступного для балансировки.

Обычно ток саморазряда (утечки) литий-ионных элементов указывается в количестве месяцев, разрешенных при хранении при комнатной температуре. (На самом деле очень немногие производители указывают это.) Стоимость составляет порядка многих месяцев. Исходя из этого, мы можем оценить значение тока утечки.
Например, в батарее 100 Ач, если в худшем случае элементы разряжаются через 18 месяцев, утечка составляет:
100 Ач / (18 месяцев * 30 дней * 24 часа) = 7,7 мА
Предположим, что некоторые элементы иметь максимальную утечку 7.7 мА, и все элементы имеют утечку не менее 0,7 мА; тогда дельта-утечка составляет 7 мА.

Исходя из этого и по тому, как долго BMS может балансировать, мы можем увидеть, какой ток балансировки требуется.

Например, если BMS находится в автомобиле, который подключается к сети на 12 часов каждую ночь, зарядка занимает 8 часов, а балансировка происходит после завершения зарядки (4 часа):
Тогда ток баланса равен:
Ток баланса [A] = 7 мА / (4 часа / 24 часа) = 42 мА
Итак, в этом примере BMS с максимальным током баланса 100 мА достаточно для поддержания баланса блока.

Но что, если дельта-утечка составляет 35 мА?
Тогда ток баланса равен:
Ток баланса [A] = 35 мА / (4 часа / 24 часа) = 210 мА
Таким образом, BMS с максимальным током баланса 100 мА не может поддерживать баланс этого блока.

Один из способов увеличить ток баланса – увеличить максимальный ток, который может выдержать BMS (скажем, со 100 мА до 1 А). Но другой способ – увеличить время балансировки.
В приведенном выше примере балансировка произошла только после завершения зарядки, оставив только 4 часа для балансировки.Но что, если бы BMS была достаточно умна, чтобы знать априори, какие ячейки могут нуждаться в балансировке, и выполняла балансировку при каждом подключении (12 часов в примере)? Это подход, используемый более сложными BMS (например, Texas Instruments).
В этом случае, в предыдущем примере, доступное время балансировки будет 12 часов, а ток баланса будет:
Ток баланса [A] = 35 мА / (12 часов / 24 часа) = 70 мА
Итак, Интеллектуальный алгоритм позволял одному и тому же оборудованию BMS (с ограничением до 100 мА) обрабатывать батарею с пятикратной утечкой.

С более умным алгоритмом BMS может обрабатывать пакет с несколько большей утечкой, но только до определенного предела (на практике, максимум в 3 раза). Кроме того, само оборудование должно выдерживать более высокий ток.

Итак, какой ток баланса требуется для литий-ионного аккумулятора при нормальной работе?
Вот эмпирические правила, которые Элитион вывел на сегодняшний день:

• 10 мА достаточно для небольших приложений резервного питания (10 кВтч), 100 мА для больших приложений (100 кВтч)
• 100 мА достаточно для работы с любым автомобильным приложением (10 кВтч, подключение к сети на ночь)
• 1 А достаточно для приложений большой емкости, кроме резервного (> 100 кВтч, с ежедневным циклом)

• Балансировка компенсирует SOC отдельных ячеек.Это не компенсирует дисбаланс мощности (что и делает перераспределение).
• Сбалансированная батарея способна обеспечить максимальный заряд, ограниченный только ячейкой с наименьшей емкостью (для обеспечения всего заряда, неограниченного любой ячейкой, требуется перераспределение)
• Единственное, что лучше всего для балансировки аккумуляторной батареи, – это то, что она будет построена сбалансированной, так что BMS не требуется выполнять общую балансировку.
• Нет смысла с экономической и инженерной точек зрения указывать систему BMS, которая может сбалансировать сильно разбалансированный блок только один раз в течение своего срока службы.Эта BMS будет намного дороже, крупнее и выделять гораздо больше тепла, чем BMS, которая предназначена только для работы, которую она должна выполнять в 99% случаев: поддерживать баланс ранее сбалансированной упаковки. Вместо этого имеет смысл создавать пакеты, которые уже сбалансированы, поэтому нет необходимости в BMS, которая может выполнять общую балансировку.
• Если блок сбалансирован на заводе, BMS должна быть способна обрабатывать только балансирующий ток, достаточный для компенсации колебаний тока саморазряда от ячейки к ячейке во время нормальной работы.
• BMS, обеспечивающая балансирующий ток 100 мА, достаточна для большинства литий-ионных приложений.
• Интеллектуальный алгоритм, который позволяет выполнять балансировку в любое время, может увеличить данную балансирующую способность BMS примерно в 3 раза.

“Какой уравновешивающий ток вам нужен?” Давиде Андреа под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Непортированная лицензия. Разрешения, выходящие за рамки данной лицензии, можно получить, связавшись с автором.

Давиде Андреа, Элитион, 16.02.10

Плата балансировки аккумулятора 1–16S для литий-ионного аккумулятора – Балансир – Печатная плата – Принадлежности

Почему я должен выбрать Voltaplex?

Voltaplex – это самый простой способ получить недорогие литий-ионные решения благодаря нашему оптимизированному процессу заказа и новому высокотехнологичному производству. Наши продукты представлены на BBC, Forbes и других каналах, а среди наших клиентов – всемирно признанные бренды и ведущие университеты.

Как я могу получить ценовое предложение?

Нажмите кнопку «Добавить предложение в корзину» на этой странице. На странице корзины покупок нажмите кнопку Request Quote, и все готово.

Предоставляете ли вы образцы?

Да, обычно мы можем предоставить образцы по запросу.

Можете ли вы помочь нам создать прототип нашего продукта?

Да. Наши услуги по созданию прототипов являются самыми передовыми и эффективными в нашей категории продуктов. Вы будете работать с нашими англоговорящими экспертами, чтобы разработать проекты, заказать детали на заказ и организовать отгрузку.Наши специалисты могут связаться с вами по электронной почте, в чате или по телефону. Цель Voltaplex – максимально упростить производство энергетических решений для любой компании.

Вы подпишете NDA?

Да, мы рады подписать NDA с ​​вашей компанией. Voltaplex очень серьезно относится к IP. Вы можете быть уверены, что ваш IP будет защищен.

Можете ли вы заказать нестандартные детали для интеграции в наш продукт?

Да. Пожалуйста, укажите, какие детали вам нужны, и любую другую соответствующую информацию, когда вы отправляете аккумуляторную батарею для запроса коммерческого предложения.

Можете ли вы предоставить нашему продукту сертификаты UN DOT 38.3 / UL / RoHS и т. Д.?

Да. Мы можем подать заявку на получение любой из соответствующих сертификатов для вашего индивидуального продукта. Большинство сертификатов требует дополнительной оплаты.

Как вы отправите этот товар?

Этот товар доставляется из Гонконга по воздуху с отслеживанием почти во все страны мира. Мы ведем переговоры между такими перевозчиками, как FedEx, UPS и DHL, чтобы обеспечить самый быстрый и недорогой сервис в вашем регионе.Морской фрахт доступен для заказов от 100 кг.

Вольтаплекс позаботится о растаможке?

Да, мы можем помочь вам пройти таможню и получить всю необходимую документацию для вашего энергетического продукта. В зависимости от вашего местоположения могут взиматься дополнительные сборы.

Для массового производства соглашение о поставке и качестве является предметом взаимных переговоров, чтобы гарантировать высочайшие стандарты производства и поставок.

Какие у меня разные варианты закупок?

Вы можете оплатить банковский перевод, кредитную карту или Paypal.Кредитная линия также доступна при условиях оплаты NET 15 и NET 30. Пожалуйста, свяжитесь с нами, для более подробной информации.

Наш вариант закупки по умолчанию – DDP.