Как подключить активный балансир
Активный балансир (Active Battery Equalizer balancer) – это устройство, используемое для выравнивания напряжения Li-ion аккумуляторов при их последовательном или комбинированном соединении в батарею. Процесс равномерного перераспределения заряда между элементами питания называется балансировкой. Она обеспечивает одинаковый уровень заряда у всех ячеек и минимизирует риск преждевременной потери емкости отдельных банок от перезаряда или глубокого разряда. В результате срок службы АКБ увеличивается в 1,5–2 раза.
Зачем Li-ion ячейкам балансировка?
Даже в одной партии Li-ion аккумуляторы различаются по фактической емкости, внутреннему сопротивлению и другим параметрам. Когда они последовательно соединяются по выбранной схеме для набора нужного напряжения, при зарядке одинаковым током из-за разной фактической емкости одни банки восполняют 100% заряд быстрее других.
Но зарядное устройство отслеживает суммарный вольтаж АКБ. Поэтому одни ячейки систематически оказываются недозаряженными, а другие – перезаряженными. Это приводит к химической деградации ячеек, ухудшению их рабочих характеристик и быстрому выходу из строя. С каждым циклом заряда-разряда дисбаланс возрастает, а его последствия усугубляются.
Поэтому важно контролировать напряжение на ячейках и перераспределять зарядные токи по реальному вольтажу банок. Именно для этого используются балансиры, а наиболее эффективные среди них – активные. Они сложнее и дороже, зато обеспечивают быструю балансировку ячеек без потерь энергии заряда в виде тепла.
Отличия активных балансиров
В отличие от пассивных балансиров, которые на последнем этапе зарядки отводят избыточную емкость с более заряженных банок в виде тепла через балансировочный резистор или транзистор, активные модели работают иначе. Они переносят энергию между самими элементами питания. Для этого сравнивается напряжение пар соседних аккумуляторов, и от элемента с большим вольтажом подзаряжается конденсатор, а от него – менее заряженный аккум. Аналогично выравнивается напряжение на всех банках.
Кроме активных балансиров конденсаторного типа, есть индуктивные модели, у которых роль промежуточного накопителя при переносе энергии между ячейками выполняет катушка индуктивности. Обычно такие модели выполняют балансировку меньшими токами – 0,8–1,5 А. Иногда вместо конденсаторов и катушек индуктивности используются преобразователи постоянного тока.
Активные балансиры особенно актуальны для мощных батарей и систем, в составе которых есть солнечные панели. Работа активного балансира при разряде АКБ позволяет выполнять балансировку ночью, когда заряд не происходит. К тому же, с его помощью можно обнаружить слабые ячейки, которые не дают полноценно работать всей сборке. Отключение по нижнему и верхнему пределу напряжения балансиры не выполняют. Для этого применяются BMS платы.
Схема подключения активного балансира
Плата балансира, как и БМС, может быть установлена внутрь корпуса аккумуляторной батареи. Для эффективной работы АКБ параллельно применяют обе платы: BMS и балансировочную. Они дополняют друг друга: балансировочная плата выравнивает напряжение ячеек, а БМС контролирует все рабочие параметры и не допускает их выхода за допустимые границы. Принцип подключения к АКБ у них также одинаков.
Важное примечание: Вначале необходимо подключить балансировочные провода (отдельно, без платы балансировки) и убедиться в корректности их подключения. Только после этого можно подключить разъем в плату. Эта мера предосторожности убережет балансир от сгорания. В целом принцип подключения балансировочной платы такой же, как у БМС. Балансировочные провода припаиваются в тех же точках, где припаяны провода BMS платы. Балансировочные провода тонкие и легко припаиваются к никелю. Нужно просто расплавить немного припоя на провод и место пайки, а затем припаять конец провода.
Количество балансировочных проводов на 1 превышает число ячеек (или параллельных секций) в аккумуляторной батарее. Первый балансировочный провод (В-) нужно припаять к минусу батареи (отрицательному выводу первой параллельной секции). Затем – присоединить следующий балансировочный провод (В1) к месту, где плюсовой вывод первой группы ячеек встречается с минусовым выводом второй группы. Далее процесс продолжается по тому же алгоритму до тех пор, пока последний балансировочный провод не будет присоединен к крайнему положительному полюсу – плюсовому выводу АКБ.
Переделка шуруповерта на Li-ion без BMS
Своими руками
На чтение 2 мин Просмотров 1.7к.
Шуруповерт, работающий от аккумулятора, занимает достойное место в арсенале многих мастеров. Батарея со временем стареет, «садится» и начинает быстро расходовать заряд, что вызывает необходимость частых остановок в работе для ее подзарядки.
Чаще всего аккумуляторы шуруповертов комплектуются элементами типа «SC». Учитывая, что моторы приборов могут работать при большом диапазоне питающего напряжения, можно снабдить устройство более стабильными и мощными литиевыми батареями, выдаваемыми 14,4 В. Их, если использовать формат 18650, необходимо всего три штуки. Плату контроля можно не ставить – необходимость подзарядки наступает после того, как становится невозможным закрутить саморез.
Переделку начинают с разборки имеющейся в шуруповерте батареи. Из двенадцати элементов, находящихся внутри, удаляют десять, находящихся в одном ряду. Оставшиеся два, приваренные к контактной группе, оставляют. К ним припаивают провода, которые будут нужны в дальнейшем. Контакты могут оказаться неподдающимися лужению, потому припайку ведут непосредственно к элементам.
Оставшиеся два элемента используются как опора и не работают в дальнейшем. Минусовый провод припаивают к их корпусу, плюсовый – к пятачку, находящемуся на верхнем торце. Литий-ионные аккумуляторы соединяют между собой последовательно с помощью пайки.
Далее занимаются устройством зарядки, что требует установки разъема на четыре контакта. Разъем можно использовать от ненужной материнской платы. Часть, которая делается ответной, – от блока питания из старого системного блока компьютера.
В корпуса вырезают отверстие под размеры разъема. После установки его заливают эпоксидным клеем – можно использовать суперклей с содой. Занимаются также припаиванием проводов к элементам: от первого контакта – к плюсу батареи; от второго – к плюсу второго элемента, который является минусом первого и так, пока не объединят все элементы.
Если используют «умное» зарядное устройство, то все нужно снабдить еще балансировочным проводом. Его соединение с разъемом на корпусе обеспечивают проводами от блока, которым питается компьютер. Распайка его: провод в красной оболочке – к первому контакту; в черной – ко второму и т. д.
Подключают последние провода к зарядке. Не забывают подсоединить силовые провода. После установки на зарядном устройстве балансировки ждут полного заряда.
Описанный способ несложный. Он позволят поменять обычные батареи в шуруповерте на Li-ion, без использования BMS.
Зарядка Li-Ion аккумулятора без побаночной балансировки ?
Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!
Войти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
- IPS Theme by IPSFocus
- Политика конфиденциальности
- Обратная связь
- Уже зарегистрированы? Войти
- Регистрация
Главная
Активность
- Создать.
Важная информация
Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.
Как соединять и защищать литиевые аккумуляторы
Один литиевый аккумуляторный элемент не способен обеспечить электротележку или вилочный электропогрузчик достаточной энергией. Чтобы увеличить напряжение и емкость, группу элементов объединяют в аккумуляторную батарею. Обычно для этого используют элементы LFP по 3,2 В или NMC 3,6-3,7 В. Соединение выполняют одним из трех способов:
последовательно
параллельно
последовательно-параллельно.
Тяговые литиевые батареи 24-96 В также можно собирать из 12-вольтовых LFP аккумуляторов.
Последовательное соединение
Аккумуляторы соединяют последовательно для увеличения напряжения. В этом случае положительную клемму (+) одного элемента соединяют с отрицательной клеммой (-) соседнего. Например, для сборки достижения аккумуляторной батареи 12 В нужно последовательно соединить 4 элемента LFP по 3,2 В.
Особенности последовательного соединения:
напряжение добавляется;
ток, емкость остаются прежними;
внутреннее сопротивление увеличивается.
Если в такой связке одна ячейка выходит из строя, то общий вольтаж падает, и плата BMS может отключить батарею раньше времени, выдавая сообщение о низком заряде.
Параллельное соединение
Так аккумуляторы соединяют, чтобы увеличить емкость.
Особенности параллельного соединения:
напряжение не изменяется;
емкость увеличивается;
внутреннее сопротивление уменьшается;
время автономной работы питаемого оборудования увеличивается.
В параллельной схеме неисправная ячейка снижает общую емкость, однако меньше влияет на работоспособность в случае повышенного сопротивления или размыкания. Однако при внутреннем коротком замыкании она отбирает энергию у других ячеек и может вызвать «тепловой разгон». В больших аккумуляторных элементах производители предусматривают предохранитель, отключающий их при коротком замыкании. На изображении ниже третья ячейка вышла из строя, общая емкость снизилась, но это не повлияло на вольтаж.
Последовательно-параллельное соединение
Эта конфигурация позволяет добиться нужного напряжения и емкости при минимально возможных размерах литиевой батареи. На рисунке ниже показаны два последовательно-параллельно соединенных элемента, что позволило удвоить емкость и напряжение.
Другой пример: литиевая батарея из восьми ячеек с конфигурацией 4S2P состоит из двух параллельно соединенных блоков, каждый из которых содержит четыре последовательно соединенных ячейки.
Защита в литиевых аккумуляторах
Литий-ионным аккумуляторам нужна защита предотвращения повреждений, связанных с избыточным током, перезарядом, повышением температуры. Схемы защиты бывают встроенными или внешними.
Встроенная защита
Многие аккумуляторные элементы защищаются производителями от критического перегрева, избыточного давления. Устройство прерывания тока CID отключает цепь, когда диапазон давления, температуры или напряжения в ячейке выходит за пределы. Например, при увеличении внутреннего давления верхний диск отсоединяется от металлической фольги и ток отключается. Образовавшие газы выпускаются через вентиляционные клапаны.
Внешняя защита
Литиевые аккумуляторы защищаются управляющими платами BMS, которые следят за состоянием ячеек и посылают сигнал в схему защиты при возникновении каких-либо неисправностей. Датчики определяют зарядный, разрядный токи, напряжение, температуру. Если показания превышают допустимые пределы, то срабатывает защита.
Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog.