Ahoj,
o balancování článků se mluví hlavně u liionek, ale řekl bych, že balancovat olověné baterky v UPS by nemusela být taky špatná věc. Možná při dvou baterkách to není až tak potřeba, ale u čtyř co mám v UPS už bych to nezatracoval. Co jsem vždycyk měřil, tak o nějakou desetinku voltu se to napětí na nich lišilo.
Teď jsem změřil baterky v onlineUPSce co mám od 09/2014 a po vytáhnutí z UPS měly napětí 13,70V;13,60V;13,75V a 13,82V
Těch 13,6 a 13,8V už mi přijde jako celkem velkej rozdíl. Baterky byly koupený nový, Panasonic a UPSka je v chladným sklepě. A teplota by na nich měla být naprosto stejná, protože celou dobu v UPSce jede větrák a táhne vzduch kolem baterek
Co jsem našel, tak Linear Technology má na to speciální integráč (LTC3305), co každou baterku krátkodobě propojí paralelně k "aux baterii" tímto aux může být superkondenzátor, obyč kondenzátor nebo další olověná baterka. Tohle řešení mi přijde jako strašnej overkill na to co chci já. Já bych ideálně měl jednoduchý zapojení, kde to malým proudem vyrovná při nabití napětí na jednotlivých baterkách. Něco na styl co jsem si tady nabastlil v LTspice, viz obrázek. Místo baterek jsou tu kondenzátory s rozdílnou kapacitou, aby měly po připojení napětí rozhozený napětí a bylo vidět jak se to srovná. Operák jsem tam dal první co jsem našel v tom LTspice. Jedinej problém teda mám s tím, že nějak nemůžu najít v reálu operáky na takový napětí (bude tam až 55V).
Napadá vás nějaký jiný zapojení? Nebo použít tohle zapojení a zkusit sehnat (sample? ) nějakýho operáku do 100V?
Tak jako jasný no, ale pořád lepší když se rozhodí o pár desítek mV článek v baterce, než když celá baterka odcestuje o 0,4V jinam než ta druhá... Teď nevím jak to popsat, ale prostě čím víc článků v sérii bez balancování, tím horší to je.
U olověných baterií, navíc od stejného výrobce, stejného napětí, kapacity a snad i ze stejné výrobní série, je to snad zbytečné:
1.) Jak již bylo přede mnou zmíněno, každý článek v baterii má jinou kapacitu.
2.) Na rozdíl od lithia, tyto baterie snesou krátkodobé přebíjení bez poškození.
3.) Stačí zajistit, aby napětí na baterii nekleslo pod 10,8V, nebo u kteréhokoliv z článků baterie, napětí při zatížení nekleslo pod 1,8 V, a je klid.
4.) Výrobce k výrobku, nebo na internetu, dává návod k použití a údržbě. Tam zjistite další upřesnění, jak správně s baterií zacházet.
...
Napadá vás nějaký jiný zapojení? Nebo použít tohle zapojení a zkusit sehnat (sample? ) nějakýho operáku do 100V?
Napadá mi, že nemusíš napájet operáky z plného napětí, ale pro každý uzel napájet OZ z baterky nad uzlem a pod uzlem.
Dobrej nápad, jen mě napadá že to při balancování bude trochu rozhazovat tu dvojici baterek ze které je to napájený. Ale to chce asi zkusit v reálu jak se to bude chovat
Otkundes napsal(a):
U olověných baterií, navíc od stejného výrobce, stejného napětí, kapacity a snad i ze stejné výrobní série, je to snad zbytečné:
1.) Jak již bylo přede mnou zmíněno, každý článek v baterii má jinou kapacitu.
2.) Na rozdíl od lithia, tyto baterie snesou krátkodobé přebíjení bez poškození.
3.) Stačí zajistit, aby napětí na baterii nekleslo pod 10,8V, nebo u kteréhokoliv z článků baterie, napětí při zatížení nekleslo pod 1,8 V, a je klid.
4.) Výrobce k výrobku, nebo na internetu, dává návod k použití a údržbě. Tam zjistite další upřesnění, jak správně s baterií zacházet.
ty baterky sice krátkodobé přebíjení zvládnou. To jo. Ale dlouhodobě má napětí na baterkách dost vliv na životnost - konkrétně na korozi kladných elektrod. Nemám sice k dispozici žádný konkrétní přesný měření (protože takový měření by potřebovalo kontrolovaný podmínky pro všechny baterky a dobu tak 5let), ale co nastavuju nabíjecí napětí u olověných namísto defaultních 13,7-13,8V na nižší - 13,3-13,5, tak mám dojem, že životnost je o dost vyšší. V jedné prehistorické UPSce bylo nabíjení nastaveno na 13,35V a baterky se tam měnily jednou za hodně dlouhou dobu.
Ještě jsem neviděl nikde v manuálu napsán vliv nabíjecího napětí na životnosti. Ani u liionek, kde to ale je nějak tak všeobecně známá skutečnost, že nabíjení na nižší napětí zvýší životnost. Ale prostě výrobce se o tom nezmiňuje. Tady se už dostáváme do konspiračních teorí, kdy výrobce nechce úplně tak přiznat
A) že mají ty baterky konkrétně takovouto životnost
B) že jde životnost zvýšit nižším napětím a snížily by se mu prodeje
Dále tuto konspiraci podporují výrobci UPSek, kde prodávají náhradní baterky s marží 500% a vyšší nabíjecí napětí má pro ně ještě pozitivní vliv na
A) trochu vyšší kapacitu
B) rychlejší nabití baterky v poslední fázi nabíjení (80-90%->100%)
Datasheety baterek jsou plný parametrů co se týče chování baterky při nabíjení a vybíjení za různých teplot a tak podobně - prostě testů, který se dají naměřit za odpoledne v laboratoři. Z životnostních je maximálně uveden počet cyklů a pokles kapacity při různých úrovních vybití, což ale pro použití v UPS měření nanic.
Z pohledu životnosti v UPS se člověk dozví leda "For main and standby power supplies. Expected trickle design life: 6 – 9 years at 20°C according to Eurobat."
Co mi v datasheetech chybí:
vliv nabíjecího proudu na kapacitu v cyklickém provozu
vliv vybíjecího proudu na kapacitu v cyklickém provozu
vliv nabíjecího napětí na životnost ve standby režimu
vliv teploty na životnost pro několik nabíjecích napětí ve standby režimu.
Proč takovýhle základní parametry nejsou nikde uvedeny?
Odbočil, neodbočil - je to docela zajímavý pohled.
Ovšem, základním parametrem akumulátoru, je jeho schopnost akumulovat energii. Za schopnost uskladnit v akumulátoru energii, pak prodejci baterie platíte. Kdysi platilo, že olověný akumulátor má vydržet přibližně 5 let, v závislosti na způsobu použití, od pracovních podmínek, péči, atd... Výrobci doporučovali články nevybíjet pod 1,8 V a nabíjet je proudem C10 až do znaků plného nabití. Tedy svorkové napětí nabitého článku při nabíjecím proudu C10 je 2,7 až 2,8 V, dále neroste, článek plynuje a hustota ellytu je 1,26 až 1,28 g/cm3. A v případě nepoužívání, aku jednou měsíčně vybít a znovu nabít, kvůli zamezení rozvoje sulfatace.
Současné hermeticky uzavřené Pb aku, mají snad stejný chemismus. Proto očekávám obdobné nejvyšší napětí při nabíjení, i když se již k ellytu s hustoměrem nedostanete. Nicméně, aby článek moc neplynoval, nabíjení bývá ukončováno při dosažení napětí asi 2,3 až 2,4 V. Tím se však dobrovolně obíráte o část kapacity, kterou jste si při pořízení baterie zaplatil.
Pokud bych chtěl baterii prodloužit životnost, zamyslel bych se zejména nad okolní (provozní) teplotou. Zkusil bych baterii nabíjet pulzním, nebo tepavým, příp. nesymetrickým proudem. Po nabití, konzervačním proudem.
K omezení vzrůstu svorkového napětí aku nad stanovenou mez, by možná šla použít výkonová zenerka...
O této problematice však bylo napsáno vícero učených knih a článků v odborných časopisech, netřeba to snad dále rozepisovat.
Nicméně, aby článek moc neplynoval, nabíjení bývá ukončováno při dosažení napětí asi 2,3 až 2,4 V. Tím se však dobrovolně obíráte o část kapacity, kterou jste si při pořízení baterie zaplatil.
Vypozoroval jsem, že nabíjecí napětí nehraje roli - baterka se akorát nabije za dýl.
Pokud nabíjím v cyklickém provozu na 14,4V, tak se baterka na 100% je schopná nabít "přes noc". Ovšem v UPS ve standby použití při 13,5-13,8V se nabije "přes noc" tak na 75%, na 85% do druhýho dne a na 100% se vyšplhá až za několik dní. Taky to závisí na stáří baterky - když je nová, tak se i v tomto standby napětí nabije celkem rychle.
Pokud vezmu takto plně nabitou baterku z UPS a připojím na ni nabíječku ve snaze ju dobít na fest na 100%, tak napětí okamžitě vyletí k 15V a baterka začne šumět, aniž by se jakkoliv dál nabíjela.
Otkundes napsal(a):
K omezení vzrůstu svorkového napětí aku nad stanovenou mez, by možná šla použít výkonová zenerka...
Jo tohle jsem zkoušel - bohužel ty zenerky jsou naprd že se strašně liší kus od kusu. Ale na hruhý balancování by to šlo použít - ovšem jen v UPS, kde je konstantní napětí (ikdyž to ta moje je). APC ale regulují napětí podle teploty a tam by zase jedna baterka mohla být výrazně rozhozená oproti druhé.
U jedné APC jsem zkusil jednoduchou verzi toho balanceru z mýho příspěvku jen pro dvě baterky (je to 24V UPS) a funguje to pěkně bez problému. Zapojení jsem trochu upravil, aby to bylo tvrdší - na invertující vstup přímo napětí baterek, na výstup OZ odpor pro omezení proudu na cca 15mA. V cestě je taky dvojice antiparalelně zapojených LEDek pro signalizaci, která baterka má momentálně vyšší napětí
Teď jsem "projekt" pozastavil, protože řeším jiný věci, ale v té hlavní 48V UPS plánuju dát paralelně ke každé baterce napěťovou referenci+OZ a jak to vyleze nad nějaký napětí, tak to trošku zatíží tu danou baterku. Uvidím jak to bude chodit. Balanceru se chci vyhnout kvůli úspoře místa a káblům - tam ten baterkypack je dost ě řešenej a moc do toho nechcu zasahovat, pokud to není úplně nutný.
Ono je nutno napětí na článku (baterii) vždy posuzovat ve vztahu k nabíjecímu či k vybíjecím proudu. Ve svém předchozím příspěvku jsem to sice nezdůraznil, ale z textu to vyplývá. Nabíjení proud C10 znamená nabíjení konstantním proudem, o velikosti 1/10 kapacity. Pak můžete na svorkách plně nabitého článku dostat i těch 2,8 V. Při malých proudech bude samozřejmě svorkové napětí plně nabitého článku sníženo. Věřím, že po čase baterii můžete nabít i malým proudem. Ovšem jako uživatel, přeci potřebuji miít k dispozici baterii plně nabitou kdykoliv, aby byla schopna podat požadovaný výkon a energii. Čekat několk dní, než se baterie v závěru nabíjecího cyklu nabije malým proudem na plnou kapacitu sice u záložních zdrojů lze, ale...
A s tou zenerkou, to bylo míněno jen pro inspiraci. Samozřejmě, musel byste si vybrat vhodný kus, navíc výkonově dostatečně dimenzovaný a dobře tu diodu chladit...
Napadá mě, jestli chcete mít jistotu, že se čtyři sériově řazené baterie nebudou zbytečně přebíjet, nebo snad některé dokonce nedobíjet, lze provést kapacitní zkoušku. A pak nabíjecí cyklus té čtveřice řídit třeba podle té "nejsilnější" s tím, že ty "slabší" krátkodobé přebíjení vydrží.
Jestli jsou však ty čtyři baterie součásti UPS, tato by měla nabíjecí proces řídit. Pak bych tyto detaily vůbec neřešil...
Nestačilo by paralelně přes jednotlivé akumulátory prostě hodit co já vim 500k rezistory? Umožní průtok proudu i přes ostatní, už nabité akumulátory, odběr 00 prd (nic, čeho by si nabíjecí zdroj všimnul) a když to tam sedí pořád, tak i ten minimální proud bude stačit na to, aby se srovnaly všechny.
Založen: Oct 11, 2008 Příspěvky: 6065 Bydliště: ZZ9 Plural Z Alpha
Zaslal: st srpen 10 2016, 7:58 Předmět:
Otkundes napsal(a):
A pak nabíjecí cyklus té čtveřice řídit třeba podle té "nejsilnější" s tím, že ty "slabší" krátkodobé přebíjení vydrží.
To je u VRLA akumulátorů cesta do pekel, naopak je třeba řídit to podle té nejslabší. Jakékoli plynování zkracuje životnost, protože nelze dolít destilku.
Nakonec jsem to udělal napěťovou referencí+operákem na každé baterce. Jakmile je napětí baterek (po projití děličem) vyšší než reference, tak operák pustí výstup co jde do "země" skrz odpor a LEDku.
Čistě referenci jako paralelní regulátor jsem použít nechtěl kvůli tomu že mě nenapadlo jak jednoduše regulovat proud - v případě že se baterky třeba po vybití a nabití rozhodí nějak zásadně, tak aby pak referencí nechtělo téct třeba 200mA a podobně.
Všechny 4 obvody jsem vyladil tak, aby jen taktak spínaly zátěž. Napětí se liší na jendotlivých baterkách max o 0,01V. Myslím že ideální stav
Pro další UPSku co má jen 24V baterky jsem udělal jednoduchej obvod s operákem co porovnává jestli je napětí na středu baterek přesně v půlce celkovýho napětí a kdyžtak vybije "horní" nebo "dolní" baterku. Ten funguje taky výborně. Dvě antiparalelně zapojené LEDky s různou barvou indikují jestli se vybíjí první nebo druhá baterka. Odpor paralelně k LEDkám je pro omezení proudu co jimi teče (zbytečně moc svítí) + pro omezení lehkého blikání (obvod nemá žádnou hysterezi tak to skoro pořád aspoň trošku něco dělá, ale vzhledem k proudům v UPSce je nějaká spotřeba 1mA atd naprosto zanedbatelná)
PS: k těm rozdílům napětí na baterkách a životnosti - měl jsem doma 2x17Ah baterky paralelně. Změřil jsem jim kapacitu, úplně stejná cca 16,5Ah. Cca po roce další test, zase cca 16,5Ah. Pak jsem potřeboval k jinýmu systému jinde baterku, tak jsem si jednu "půjčil". Ty doma byly nastavený na cca 13,4V, zatímco ten druhej systém měl napětí ca 13,7V. Takhle tam byly dva roky nebo tak. Po těch dvou letech jsem měřil kapacitu znova - ta baterka co byla doma s 13,4V měla cca pořád stejnou (16Ah), zatímco ta druhá co byla na vyšším napětí vykázala celkem výrazný pokles (13Ah). A to naopak ta druhá byla v pohodovějších podmínkách co se týče teploty (klimatizované prostory). Zdroj byl totožný - nějaká Axima 13,8V/5A. Obě byly čistě jako záloha a myslím že tam nevypadla elektrika na dobu delší než aby to udělalo 1 cyklus s 50% vybitím. Takže ona každá desetina voltu dělá divy....
48V.PNG
Komentář:
Omezovač max napětí - 1x na každé baterce. Přesné hodnoty součástek byly doladěny a neodpovídají úplně schématu.
Jj vono to časem, hlavně jak se blíží konec životnosti, udělá dost rozdíl, třeba i půl voltu.
Jinak kdo má slušnej ESR metr, tak si může hned při plnění baterky vybalancovat naprosto přesně a pak je taky šance, že to bude dobrý. IMHO je to o tom, že už na začátku tam je rozdíl (třeba jen miliohm), napětí se rozdělí v sérii dle ohmova zákona a rozdíl se pak jen zvyšuje. Vony třeba při odpojení od zdroje jsou nabity všechny stejně, ten rozdíl při připojení k nabíjecímu zdroji je právě dán jejich vnitřním odporem.
Nemůžete odesílat nové téma do tohoto fóra. Nemůžete odpovídat na témata v tomto fóru. Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru. Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru. Nemůžete hlasovat v tomto fóru. Nemůžete připojovat soubory k příspěvkům Můžete stahovat a prohlížet přiložené soubory
Informace na portálu Elektro bastlírny jsou prezentovány za účelem vzdělání čtenářů a rozšíření zájmu o elektroniku. Autoři článků na serveru neberou žádnou zodpovědnost za škody vzniklé těmito zapojeními. Rovněž neberou žádnou odpovědnost za případnou újmu na zdraví vzniklou úrazem elektrickým proudem. Autoři a správci těchto stránek nepřejímají záruku za správnost zveřejněných materiálů. Předkládané informace a zapojení jsou zveřejněny bez ohledu na případné patenty třetích osob. Nároky na odškodnění na základě změn, chyb nebo vynechání jsou zásadně vyloučeny. Všechny registrované nebo jiné obchodní známky zde použité jsou majetkem jejich vlastníků. Uvedením nejsou zpochybněna z toho vyplývající vlastnická práva. Použití konstrukcí v rozporu se zákonem je přísně zakázáno. Vzhledem k tomu, že původ předkládaných materiálů nelze žádným způsobem dohledat, nelze je použít pro komerční účely! Tento nekomerční server nemá z uvedených zapojení či konstrukcí žádný zisk. Nezodpovídáme za pravost předkládaných materiálů třetími osobami a jejich původ. V případě, že zjistíte porušení autorského práva či jiné nesrovnalosti, kontaktujte administrátory na diskuzním fóru EB.
FAQ
Hledat
Uživatelské skupiny
Profil
Soukromé zprávy
Přihlášení
) nějakýho operáku do 100V?
ě řešenej a moc do toho nechcu zasahovat, pokud to není úplně nutný.
