Jump to content

    
Kiwi

Балансировка суперконденсатора

Recommended Posts

1 hour ago, Егоров said:

...Каким должен быть реальный толк?

Абстрактный пример для наглядности... - батарея 100 Вольт, разрядный ток - 100 Ампер... , ток зарядки - 100 Ампер, ток балансировки -1 Ампер.

1. Если батарея исправна (секции идентичны), то балансир , вроде как, вообще не нужен - все секции зарядятся в одно и то же  время... - балансировать нечего... И это подтверждается практикой - люди, использующие аккумуляторы на электротранспорте балансируют  батарею ОДИН раз в месяц.

2. Если батарея неисправна, то есть одна или несколько секций имеют 50% ёмкости... Чем поможет даже самый "правильный" активный балансир, умеющий перераспределять энергию исправных секций в неисправные секции? Допустим, подключили аккумулятор к нагрузке, пошёл разрядный ток 100 Ампер... На полную мощность заработал "правильный" балансир ( напомню - ток балансировки -1 Ампер), пытаясь перекачать мощность из исправных секций в неисправные... И что ? Чем поможет этот 1% дополнительного тока? Вы проедете на электромобиле не 1000 метров, а 1010 метров... Вопрос - зачем нам "навороченный " активный балансир? Ради дополнительных 10 метров? А ещё - сколько балансир  стоит, насколько он снижает надёжность, а какой у него КПД?. Кстати, это ладно ещё если ток балансировки 1 Ампер...., а если сделать 10 Ампер - балансир уже будет нереально громоздкий, и имея низкий КПД будет выделять нереальное количество тепла... И опять же - ради чего? Ради дополнительных 100 метров пробега? А реально будет на треть меньше... Сделать балансир на все 100 Ампер - мы не можем - это уже не балансир, а монстр какой-то...

Если вдуматься, то даже описанный выше выигрыш получить не получиться - уж слишком велика разница тока разрядки и балансировки..., то есть - BMS отключит батарею по нижнему порогу напряжения самой слабой секции гораздо раньше...., и активный балансир здесь не поможет ничем....

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо. Т.е. опыта у вас практического нет, а выводы чисто умозрительные.
 Практика.
Например, составная батарея 10 аккумуляторов по 100Ач. В буфере солнечной электростанции. Заряд там если и 100А, то не постоянно. Разряд тоже крайне неравномерный. Ток балансировки 3, кратковременно 4 А. КПД балансировщика  85-95%
 Мы рассматриваем исправную батарею, в ней емкости отличаются на 10%. Если аккумулятор потерял 50% емкости, то его просто нужно выбросить. Многим трудно понять, что балансировщик не заменяет собою аккумулятор, он продлевает в 3-4 раза срок эксплуатации исправной батареи. Балансировщик на старую, разбалансированную по емкости  батарею ставить поздно.
 Многие не могут понять что такое балансировка вообще. Это не копеечные ограничители предельного зарядного напряжения, отсекающие "лишнее" в тепло. Это прибор перекачивающий непрерывно энергию из более заряженного аккумулятора в менее заряженный. Непрерывно, и при заряде и при разряде. И , подозреваю, что BMS вам затуманивает представление о балансировке.
 Даже электротранспорт со своими 100А разрядными токами не постоянно движется от упора до упора с зарядкой-разрядкой. Притормозил на светофоре, встал под погрузку-разгрузку, а балансировка идет. Правда, электротранспорт на литии, особенно самодельный,... ну это область людей технически малограмотных, проверено, не будем пока этот сегмент трогать.
 Не за 5 минут идет и зарядка. Нормальный режим зарядки кислотного аккумулятора  - 10-часовой. За это время балансировщик в принципе может перекачать 20-40 Ач. Это очень много.
Есть опыт применения на батарейках в 400Ач и там он даже к моему удивлению вполне справляется по отзывам потребителей. А для телекоммуникационных бесперебойников - вообще идеальное решение.
 --
 По теме . Некоторые трудности с низкими напряжениями суперконденсаторов. Чисто технологические. Но Plain в принципе предложил решение, которое мне знакомо и я его поддерживаю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
41 minutes ago, Егоров said:

...Спасибо. Т.е. опыта у вас практического нет, а выводы чисто умозрительные.
 Практика.
 ....Мы рассматриваем исправную батарею, в ней емкости отличаются на 10%. 

Я нигде и говорил о богатом опыте...., я лишь говорил, что, хотя бы, понимаю о чём речь... Пусть - разница -10%...

Если уж говорить совсем коротко, то балансир позволяет "выскрести" эти 10% ёмкости, на которые отличаются ёмкости секций. Причём, реально, чуть меньше 10% - часть съест КПД балансира, и энергия для балансировки не из воздуха берётся, а из исправных секций...

То есть, из идеальных 100 А*час, имеем - 90 А*час - без балансира, и , ориентировочно, 96 А*ч - с правильным балансиром...

Стоит ли при таком раскладе сильно тратиться на балансир - пусть каждый решает сам...

Лишь это имел ввиду.

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нет, Варп, к сожалению вы не понимаете основного назначения балансира. Большинство людей почему-то цепляются за "экономию" 5 Ач в 100 Ач аккумуляторе и на этом ставят точку. Мол, невыгодно из-за этого затеваться.
 Полное использование энергоемкости батареи, конечно плюс активного балансировщика. Но не основное его достоинство.
 Без балансировки составная батарея приходит в негодность уже после 10-15 циклов заряда. Ведь разбаланс емкости постоянно и стремительно НАРАСТАЕТ! Аккумуляторы с пониженной емкостью постоянно перезаряжаются и "кипят". Они же постоянно глубже разряжаются . Конец разряда в составной батарее определяется по общему напряжению, "среднее по больнице". При этом аккумуляторы с малой емкостью могут быть уже запредельно разряжены.
 Популярные офисные UPS дохнут в течение года. Именно по этой причине.
 А балансировщик непрерывно степень заряда выравнивает.  Даже при небольших уравнивающих токах фактор времени имеет решающее значение.
 Почитайте публикации на эту тему. Жизненный цикл батареи вырастает в разы.
А если вам разок через полгода придется заменить батарейку из 10-20 шт 100 Ач аккумуляторов, то сразу вопросы стоимости балансировщика станут яснее.
________________
 Возможно, стоит открыть отдельную тему. тут все-таки человек суперконденсаторы отбалансировать хочет. А мы увлеклись своим...

Share this post


Link to post
Share on other sites
48 minutes ago, Егоров said:

Возможно, стоит открыть отдельную тему. тут все-таки человек суперконденсаторы отбалансировать хочет. А мы увлеклись своим...

Да, тут хоть ёмкость конденсаторов в 1000 раз больше, чем у меня. но это таки не аккумуляторы, с коим аналогия не уместна, так как здесь нет гальванической химии.

 

Лично у меня балансировка конденсаторов свелась к ограничению заряда каждого конденсатора до 80% от номинального напряжения, параллельным резисторам 100 Ом на 100 Ф, которые снимают вопросы разбаланса батареи в процессе саморазряда, параллельным стабилитронам с номиналом 2,4 В, которые снимают вопросы перенапряжения, и параллельным ДШ, снимающим вопросы переполюсовки после разряда первого конденсатора батареи.

Это пока такой скромный проект собственного сочинения, основанный на прочтении нескольких статей, но не имеющий практической эксплуатации в жёстких условиях. Конструктивную критику воспринимаю, высмеивание и обхаркивание постараюсь игнорировать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Егоров, Вы, конечно же, всё правильно говорите...., но и я НЕ предлагал отказываться от балансира вовсе ...  Без балансира невозможно грамотно эксплуатировать и абсолютно исправную батарею. Я лишь призываю знать меру в сложности балансира. 

-------------

508575_24-06-2020_171100.thumb.jpg.6370122f83be30a019f6c98909fe856c.jpg

Нет, это таки балансировщик... Принцип работы вот такой - 

6264.thumb.jpg.79b774260ed61ea6244afdc4a85d214d.jpg

Как видно, отбалансировать батарею можно просто соединёнными последовательно резисторами с одинаковыми номиналами сопротивления и блоком питания с правильным выходным напряжением... Плохо, хорошо ли - это другой вопрос...., но таких балансиров - большинство. 

---------------------

18 hours ago, Oymyacon said:

. Конструктивную критику воспринимаю....

Oymyacon, если хотите опытом поделиться, то,пожалуйста, схему нарисуйте..., и по ней поясните... На схеме все косяки будут как на ладони... Иначе, это просто мимо пролетит...

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

Таких балансиров скорее меньшиство, по той простой причине, что их эффективность минимальная из-за постоянного тока через  цепочку, независимо от состояния батарей.

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minutes ago, Kiwi said:

Таких балансиров скорее меньшиство, по той простой причине, что их эффективность минимальная из-за постоянного тока через  цепочку, независимо от состояния батарей.

То, что я описал, не является балансиром, а лишь цепи защиты ионисторов. Но таковы требования моих разработок. Активная балансировка подразумевает полный контроль от начала заряда до конца разряда. А микроконтроллер для этой цели мне ставить не разрешили, выставив требования аппаратного контроля состояния ионисторов. А если я смогу защитить ионисторы от всех недопустимых состояний, так зачем мне балансир? Ну разве только увеличить ресурс зарезервированной энергии в батарее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Kiwi said:

Таких балансиров скорее меньшиство, по той простой причине, что их эффективность минимальная из-за постоянного тока через  цепочку, независимо от состояния батарей.

Kiwi, о чём же Вы думаете??? Картинка с резисторами из поста выше поясняет ПРИНЦИП работы балансира... Сам балансир описан в статье по ссылке... Короче - сами разбирайтесь... Сами разберитесь сначала, а уж после делитесь впечатлениями...

Вот Вам сам балансир, если Вы его не видели...

5-295-3.thumb.png.3ca167fe85120ffb0af20444205c5a7a.png

Только именно этот, Вам не подойдёт... Догадайтесь - почему... ( либо комментарии к статье читайте, если сами понять не сможете...) .

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

KiWi прав,  Варп,  Он говорит о том, что видит. Вы ему показали одну схему, набор резисторов , а подразумеваете совсем другую - классический ограничитель 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Егоров, картинка с резисторами относилась к нашему с Вами разговору про типа "ограничитель напряжения или таки балансир...", а KiWi, хотя и самый здесь заинтересованный, за смыслом сказанного здесь не следит, и, как следствие, о чём речь - не понимает... Но стремиться свою мудрость показать... Но его мудрость мне, как и всем здесь - по-барабану... Не хочет слушать - пусть разбирается сам..., год жизни убьёт... 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

На алиэкспрессе есть готовые платы которые не допускают перезаряда суперконденсатора, поищите. Это и будет балансиром 

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 минут назад, Oymyacon сказал:

Сомневаюсь, что это будет именно балансиром

По крайней мере это лучше чем убивать год жизни.

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 hours ago, s_gary said:

По крайней мере это лучше чем убивать год жизни.

Всё сильно зависит от функции, выполняемой батареей суперконденсаторов. В моём, например, случае это защита от провалов и просадок, где можно просто взять ионисторы с многократным запасом по ёмкости, чтобы не чувствовать дефицита при резервировании питания. Бонусом при этом является снижение внутреннего сопротивления, а минусом - увеличение массы и габаритов.

В случае, когда батарея работает в режиме ИБП активная балансировка обязательна, так как надо выжать максимально возможный ресурс из каждого суперконденсатора.

В данном случае лимиты по габаритам и весу чаще всего уже исчерпаны, нужно по максимуму выжать время резервирования ИБП.

Edited by Oymyacon

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.