Компактный заряд бодрости для лития!

[DIVAS]

Ну, если хочется пообщаться вокруг этой темы, то выражу и свои соображения. Далее следует поток мыслей, так или иначе связанный с моими соображениями о заряде АКБ.

У меня в данный момент на уме лёгких проектов нет, оба моих будущих ЭТС в проекте весят порядка 130-150кг и имеют на борту батарею 4кВт*ч, которую в будущем я наверное наращу до 8кВт*ч.
Сейчас я для начала собираю первый проект на базе китайского электропеда, но полностью переделываю абсолютно всё в нём. Я на нём уже ездил до переделки, знаю его ходовые качества, и пересобирать буду на тех же движках (вероятно, перемотаю на 48В, либо буду использовать 600-ваттные повышайки в количестве 6 штук параллельно).
До переделки этот электропед ездил на 60-вольтовой свинюке емкостью 20Ач, а сейчас я его буду переделывать на литий-ионные цилиндрики общей емкостью 4кВт*ч.
Я на нём планирую кататься на дачу, по области и в дальняки. Т.е. мне нужен большой запас хода и возможность быстрой зарядки от любой розетки.

Соответственно, нужна мощная зарядка на 2-3 кВт, чтобы заряжать эту батарею хотя бы наполовину за час-полтора.
Я долго изучал что сейчас есть в продаже из мощных зарядок и не нашёл ничего похожего на то что нужно.

Единственное доступное решение, которое я нашёл - это телекоммуникационные блоки питания. Но они ВСЕ заточены под батарею 48В и не способны без серьёзных переделок выдавать больше 59В. И это стало корнем идеи о переходе с 60В на 48В. Для меня в этом проекте это приемлимо, потому как я вполне способен перемотать движки и мне не нужны большие мощности - у меня в этом проекта два МК по 450Вт.

Однако, следующий проект будет помощнее, и там, возможно, придётся переходить на 60-80В. И тогда придётся решать проблему заряда высоковольтной батареи. Использовать 600-ваттные повышайки для заряда, честно говоря, не очень хочется - они много места занимают, когда их 6 штук.
Зарядное устройство я планирую стационарно разместить под обшивкой ЭТС, чтобы наружу торчал только разъём подключения к 220В. Соответственно, зарядное устройство должно быть в защищённом исполнении для эксплуатации на транспорте (улица+вибрация) - толстый слой лака на плате, повышенные требования к разводке высоковольтных дорожек, все тяжёлые компоненты надёжно закреплены и т.п.

Кроме того, важно чтобы у мощного зарядного устройства была возможность снижения мощности каким-нибудь переключателем, поскольку не каждая розетка потянет 2-3кВт, да и не всегда нужно торопиться - например, если заряжать батарею ночью, то спешить абсолютно некуда. И батарее полезнее зарядка меньшим током. Соответственно, нужно иметь возможность каким-нибудь легкодоступным переключателем снижать мощность на 2-3 ступени - например, 3кВт-2кВт-1кВт или  2кВт-1кВт.
Кроме того, эта функция может быть полезна тем кто для начала собрал маленькую батарею, но уже хочет купить зарядку "на вырост", чтобы потом ею же быстро заряжать большую батарею, когда она будет.

Нужна ли регулировка зарядного напряжения пользователем? Точнее, правильнее будет спросить, "насколько нужна?".
Для начала будем предполагать, что пользователь уже имеет некую батарею и покупает зарядное устройство для этой батареи, в которой уже известно количество элементов. Соответственно, зарядка заказывается пользователем для этой конкретной батареи и настраивается производителем на определённые параметры.
Подстраивать напряжение +/-5% от номинала - точно нужно, ибо батареи у всех разные и заряжают их по-разному. Кто-то предпочитает коптить литий до Х*4.35В, а кто-то ограничивается Х*4.05В. Эту величину многие захотят изменять самостоятельно.
Кроме того, есть смысл реализовать в зарядке режим заряда до состояния хранения, т.е. Х*3.80В.
Нужна также возможность плавно снижать напряжение заряда на 5-13В для обеспечения возможности заряда батареи, если в ней по причине выхода из строя пришлось выкинуть 1-2-3 банки.

Очевидно, что регулировать максимальное напряжение нужно не перепайкой резисторов, а подстроечником, желательно многооборотным и доступным через какую-нибудь щель снаружи. Хотя подстроечники не очень надёжны, в этом есть некоторая проблема.
А вот переключатель режима заряда до состояния хранения (Х*3.80В) есть смысл вынести наружу.

Стоимость. Самый больной вопрос. Почему люди активно покупают старые списанные б/у телекоммуникационные блоки питания? Потому что они мощны, надёжны и дёшевы. Сколько стоит мощный импульсный блок питания (или ЗУ, это не важно)? - Дорого. И в этом проблема. Ни один производитель не сможет сделать лёгкую и мощную зарядку задёшево, хотя бы потому что нужно окупить сложную разработку, а внутри куча дорогих компонентов и заказной трансформатор, который дешёвым в принципе не бывает. А другая сторона проблемы в том, что не каждый потребитель захочет за неё платить $500 и больше.
Т.е. с точки зрения производителя $500 - это предельно низкая стоимость, а с точки зрения потребителя - уже и $300 слишком дорого, хочется за $200.

В общем, мой поток мыслей на эту тему пока закончился. Может потом ещё чего напишу.

[TRO]

[user]DIVAS[/user], А кто мешает заряжать высоковольтную батарею двумя телекомовскими блоками включив их последовательно? Или иметь пару батарей лифера по 14S (я собираюсь именно батарею подогнать к напряжению зарядки) и заряжать их блоками отдельно или паралельно, а на ТС использовать последовательно?
Просто становится очевидно что в весовой категории 1кВт+ мелкий производитель телекомовским блокам со вторичного рынка конкуренцию составить не сможет.

[DIVAS]

[user]DIVAS[/user], А кто мешает заряжать высоковольтную батарею двумя телекомовскими блоками включив их последовательно? Или иметь пару батарей лифера по 14S (я собираюсь именно батарею подогнать к напряжению зарядки) и заряжать их блоками отдельно или паралельно, а на ТС использовать последовательно?

Два телекомных блока - это уже зарядное напряжение порядка 100..118В - многовато. Можно конечно найти второй блок на 24В, но что-то пока мне видится более простым вариант с 48В блоком и повышалкой, либо вовсе снизить бортовое напряжение.

Я пока не собираюсь подпрыгивать выше 70-80В, поскольку там уже начинаются проблемы со всем остальным.
А главное, для маломощного мотора (второй мой проект не превышает 2-3кВт) нет большого смысла уходить за 100В, проще опуститься до 48В.

Но в целом соглашусь, что составить конкуренцию телекомным блокам в области 2кВт+ зарядок весьма трудно.

[user]Wector[/user], а может быть Вам есть смысл освоить переделку каких-нибудь телекомных блоков на нужное напряжение? Думаю, на базе этих блоков можно было бы предложить более дешёвое коммерческое решение, чем разрабатывать и изготавливать новое устройство с нуля.
Хотя, конечно, я понимаю что как специалисту Вам это скорее всего до ужаса неинтересно...
Всё же, ничто не сравнится с собственной разработкой и творческим процессом рождения нового устройства...

[Wector]

[user]Wector[/user], а может быть Вам есть смысл освоить переделку каких-нибудь телекомных блоков на нужное напряжение? Думаю, на базе этих блоков можно было бы предложить более дешёвое коммерческое решение, чем разрабатывать и изготавливать новое устройство с нуля.
Хотя, конечно, я понимаю что как специалисту Вам это скорее всего до ужаса неинтересно...
Всё же, ничто не сравнится с собственной разработкой и творческим процессом рождения нового устройства...

Таки вы правы чуть более, чем полностью 
    Переделка всегда мне не нравилась, как и ремонты. К тому же есть ребята, кто уже переделывает их, даже на форуме здесь наталкивался.
    Посмотрю, что да как, кто чем, где пробелы есть, позже если нападет вдохновение просто даже ради изучения новой для себя области мощи и схемотехники, ради спорт интереса чего то слеплю. Пока интересно повозюкаться и с 700 Ваттами, может еще компактнее и легче сделаю этот диапазон мощностей.

[Wector]

Сделал предварительную теоретическую прикидку по мощной зарядке..
получается около такого: 1.8-2 кВт, вес 1.1-1.3 кг, цена 250$.
объем 1.3л, уделька где то 1500 Вт/кг(дм3).

[silayma2]

[user]Wector[/user],  а ток в ней можно будет ограничивать? Если да то какую нибудь шкалу приделали бы: из светодиодов, цифровой, стрелочный для наглядности при зарядке.

[zap]

Предлагаю самый простой интерфейс - амперметр и подстроечник с отвёрткой.
На худой конец, переменный резистор со шкалой.
Если говорить о переносимом девайсе, то минимизация веса это главный приоритет.
Таскать с собой светодиодно-стрелочный амперметр постоянно большинству нафиг не нужно.

[silayma2]

Я предложил три варианта, их может быть еще больше.
Ну допустим как один вариант 10 светодиодов, с интервалом в 5 ампер не тяжелее амперметра на те же 50 А который еще нужно поискать 
Тут точность не нужна, просто приблизительное значение. Либо крутилку (подстроечник на 360 гр) со шкалой во круг.

[Wector]

а ток в ней можно будет ограничивать?

Предлагаю самый простой интерфейс - амперметр и подстроечник с отвёрткой.
На худой конец, переменный резистор со шкалой.
Если говорить о переносимом девайсе, то минимизация веса это главный приоритет.

   Я вот раздумываю, а зачем настраивать ток, в каких случаях он нужен для типичного юзинга? Тем более зарядка не имеет глубокую регулировку вых. напряжения (-10%), т.е. рассчитана на один конфиг (минус пару ячеек сдохших).
Проще ввести режим 50% мощности, в случаях: когда не спешно, батарею поберечь, сеть не тянет 2 кВт...

[DIVAS]

Я вот тоже не очень понимаю зачем регулировка тока. Переключения в 2-3 ступени достаточно. Вопрос только, как ступени разделить - 33%, 66%, 100% или же 20%, 60%, 100% - для тех кому неймётся заряжать маленькие батареи мега-зарядкой. Уж делать в двух-трёхкиловаттной зарядке режим меньше 400-600Вт по-моему уже даже не смешно будет. Зарядка всё-таки для электротранспорта, а не для мобильного телефона.

А вот маленький индикатор тока наверное не помешал бы. Хотя, кому очень надо будет - сами снаружи прикрутят, или будут заряжать через ваттметр.

[silayma2]

Батареи у всех разные и зарядка может быть 40В-50А, и 80В-25А. Вот и получается что одному 25А много а второму 12,5А хорошо. Ну и зарядка на ночь малым током в 3А вполне может кому то пригодиться.
Для меня 66В 30А получается на данный момент, мои варианты батареи это 16s1p когда куда то рядом, пускай народная терпит 5С но хочеться 1-2С это 5-10А , вторая 16s2p это для средних расстояний, и на дальняк я их объединяю в 16s3p. По этому мне хочется одну зарядку но с широким диапазоном тока. Будет переключатель на 3 режима меня тоже устроит.

[Wector]

Я вот тоже не очень понимаю зачем регулировка тока. Переключения в 2-3 ступени достаточно.
Уж делать в двух-трёхкиловаттной зарядке режим меньше 400-600Вт по-моему уже даже не смешно будет. Зарядка всё-таки для электротранспорта, а не для мобильного телефона.

Именно!

Батареи у всех разные и зарядка может быть 40В-50А, и 80В-25А. Вот и получается что одному 25А много а второму 12,5А хорошо.

  Это разные конфиги и для них нужны разные зарядки. Если изобретать такой универсализмъ (лабараторник почти) - то минимальный вес и мобильный юзинг придеться отодвигать... куда то на полку в гараже..

Для меня 66В 30А получается на данный момент, мои варианты батареи это 16s1p когда куда то рядом, пускай народная терпит 5С но хочеться 1-2С это 5-10А , вторая 16s2p это для средних расстояний, и на дальняк я их объединяю в 16s3p. По этому мне хочется одну зарядку но с широким диапазоном тока.

   Весьма не типичный случай, но даже для него не нужны амперметры и оперативные плавные регулировки тока, как выяснилось. 

[Wector]

Наблюдения вслух..
  Поколупался тут с запайкой нескольких плат красных, захотелось двуслойки использовать. Не технологично перемычки монтажить, их у меня около 10 (почти все слаботочка). Сначала была самоцель сделать такой БП высокой плотности энергии и развести все в одном слое на плате - получилось (пашти), все, хватит этих сомнительных подвигов. Не на много дороже двухсторонки - зато быстрее набивать, и выглядят более цивильно, даже за счет дорожек сверху.
  К тому же, в дальнейшем, хочу эту мощность утрамбовать в меньший корпус - выйти на плотность 1000 Вт/кг(дм3), а там нужно будет место везде использовать, чтоб не применять доп. платки.

[DIVAS]

[user]Wector[/user], Вы про двухслойные, или про двухсторонние платы...?

Если про двухсторонние, то для хороших зарядок однозначно нужны только двухсторонние и обязательно с металлизацией отверстий!
И не потому, что трассировать удобнее, а потому что двухсторонние платы с металлизацией на порядок надёжнее чем односторонние без металлизации. У односторонних плат чуть что и фольга около точек пайки отлетает, а у двухсторонних плат металлизация крепко связывает фольгу с двух сторон в точках пайки и ничего так просто отлететь уже не может.

Учитывая что многие возят зарядки с собой, т.е. на них воздействует постоянная вибрация, повышенная механическая надёжность очень актуальна.

[Wector]

Если про двухсторонние, то для хороших зарядок однозначно нужны только двухсторонние и обязательно с металлизацией отверстий!
    А потому что двухсторонние платы с металлизацией на порядок надёжнее чем односторонние без металлизации. У односторонних плат чуть что и фольга около точек пайки отлетает, а у двухсторонних плат металлизация крепко связывает фольгу с двух сторон в точках пайки и ничего так просто отлететь уже не может.

Да, да точно! Вылетел из головы и такой аспект плат...
  Двухсторонка только с металлизацией.

[andiXT]

Я вот тоже не очень понимаю зачем регулировка тока.

А я не понимаю как можно делать зарядки БЕЗ такой регулировки? Это же удобно, когда у тебя есть зарядка с известными пределами регулировки напряжения и тока и ты больше не волнуешся когда хочешь перейти на новую батарею что "ой блин, еще и зарядку новую надо покупать, опять бабло". Зачем ограничиваться зашитыми производителем параметрами? Да, это типа мини лаборатория, но если плясать в пределах номинальной мощности - так в чем проблема. Вот у меня типовая 48Вх4А на 240Вт зарядка, с регулировкой напряжения 50 - 65+В и ток 2-4+А и я на ней фактически уже третью свою батарею заряжаю - сначало было 12S1P котлет, потом 13S4P ионок, сейчас на 14S4P ионок, и скоро планирую сделать 15S5P и опять же - моя зарядка позволит мне все это сделать без вмешательств и покупок новых зарядок! Просто подкрутил подстроечники балансируя на грани 240Вт - и вперед! Тем более, что от зарядки ценой $100+ как бы ожидаешь кастомизации по дефолту.

[Wector]

А я не понимаю как можно делать зарядки БЕЗ такой регулировки?
Вот у меня типовая 48Вх4А на 240Вт зарядка.
  ....уже третью свою батарею заряжаю - сначало было 12S1P котлет, потом 13S4P ионок, сейчас на 14S4P ионок, и скоро планирую сделать 15S5P и опять же - моя зарядка позволит мне все это сделать без вмешательств и покупок новых зарядок!
Тем более, что от зарядки ценой $100+ как бы ожидаешь кастомизации по дефолту.

   Все перечисленные акки 5-10 Ач, и узкого диапазона напруг. Так зачем там зарядка на 2 А, если все кушают 4А ?!

  В том то и дело, что это разные зарядки: 250 Вт - слабенькая стоковая, идущая с простой батареей, ею можно заряжать маленький начальный конфиг или долго коптить (8-10 ч) уже крупную батку. Её можно оставить, как резервную.
  Моя же для тех, кто перерос многие этапы становления батблока. Кому надо быстро зарядиться, причем в дороге, не возя кирпич.
Да и регулировка вых. напряжения 30-40% - хватит для многих перетрубаций и вариантов.
Как показывает опрос клиентов, вполне достаточно (и то не всем) 2 режима тока: 100 и 50% (на будущее заложил).
Ну а если нужно просто поиграться с регуляторами всякими - это не ко мне, существуют Айчарджеры и подобные девайсы - там есть, где развернуться 
   

[DIVAS]

[user]andiXT[/user],
Стоит мужик на остановке такси. Подъезжает частник:
- Поехали!
- Нет, я жду такси!
- Вам ехать надо, или "шашечки"?

Так вот, здесь речь о разработке мобильной компактной мощной зарядки для того чтобы ехать. Такую зарядку обычно возят с собой или вообще намертво прикручивают к ЭТС, чтобы можно было заряжаться в пути от любой розетки при любом удобном случае. Основной смысл - заряжать батарею, а не ручки крутить. Если ток заряда подходит для батареи, зачем его регулировать? Какая батарее разница, заряжаться током 10А или 25А, если для неё допустимо 50А? А если хочется быстро, то можно и 50А вкатить, или 25А, если розетка слабая. Но какой смысл что-то регулировать между 10, 25 и 50А? Выбрали нужное - и достаточно.

Если у Вас батарея меньше 1000Втч - Вам вообще не нужна трёхкиловаттная зарядка, достаточно 200-500-Ваттной.
Вы же не заряжаете мобильный телефон зарядкой от ноутбука, я надеюсь?
Для каждого устройства должна быть своя зарядка. Если у Вас две совершенно разных батареи - должно быть и две настолько же разных зарядки. Более того, я бы настоятельно рекомендовал иметь для одной батареи две зарядки, если не хотите однажды на месяц остаться без транспорта, пока из Китая приедет новая зарядка взамен сдохшей.

Трёхкиловаттная зарядка нужна для батарей емкостью 1-30 кВтч, и возможности переключения мощности заряда 20-50-100% от 3кВт более чем достаточно.
В режиме 20% можно заряжать батареи емкостью от 1кВтч, и не нужно там по току ничего регулировать.

Мобильная зарядка должна быть проста как кирпич, "для дурака" - воткнул, подождал, выткнул и поехал. Основной критерий - надёжность.
И производитель даёт гарантию на свои изделия. А для того чтобы давать гарантию, нужно быть уверенным во всех компонентах. Потому что производитель берёт на себя ответственность за работу устройства. Поэтому от ненадёжных компонентов проще отказаться, чем рисковать, давая на них гарантию. И если у кого-нибудь зарядка сдохнет на дальнобое в 1000+км посреди маршрута из-за какого-нибудь "проклятого глючного регулятора" и человек встрянет посреди дороги, то будет гораздо хуже, чем если 1% интернет-критиков недосчитается "шашечек".

Лишние регулировки - это лишние проблемы во всех смыслах:
1. Каждый орган управления - это дополнительный занимаемый объём, дополнительный вес и т.п.
2. Каждый орган управления - это дополнительная ненадёжность - торчащие ручки легко отломать, в переключатель легко может попасть вода, ЖК дисплей можно случайно разбить, кнопки могут залипнуть, потенциометр может просто сам сдохнуть и т.п.
3. Каждый орган управления может быть случайно задет, в результате чего настройки могут быть непроизвольно сбиты.
4. Стоимость и так получается высокая, а лишние "рюшечки" её ещё повысят. А главное, эти "рюшечки" 99% пользователей не нужны.

И простой переключатель, в отличие от плавных регуляторов, занимает гораздо меньше места и имеет намного более высокую надёжность.

А для того чтобы играться с регулировками, существует лабораторный блок питания или iCharger4010. Они для этого и созданы - обрегулироваться можно.


[user]Wector[/user], А вообще, можно будет потом просто в инструкции к зарядке указать местоположение делителей на плате и параметры расчёта сопротивлений - кому надо, пусть сами перепаивают и регулируют что хотят, хоть переменный резистор ставят. И это уже будут их проблемы. Со снятием с гарантии, разумеется.