Проект "ГЛБ" Гибридная Литиевая Батарея

[DIVAS]

Дал всего 10А и стал наблюдать за ростом тока в разрыве минуса ионок.
Он вырос с 1 го ампера до 3-х за несколько минут. И продолжал расти дальше, без признаков стабилизации  
Т.о., в движении, нет никакой уверенности в безопасной эксплуатации ионок. Разве только занизить темп. контроль с БМС? 

Вполне ожидаемо. Даже если брать элементы с одинаковыми разрядными кривыми, но разной ёмкости (C) и сопротивления (R), то при сколько-нибудь активной езде часть батареи с большим C*R (ёмкая/слабая) будет всегда отставать от части батареи с меньшим C*R (тяговая/малоёмкая). Здесь и далее рассматривается вариант, когда ёмкая часть батареи имеет низкую токоотдачу и не может самостоятельно работать на нагрузку.

Да, при одинаковых разрядных кривых эти части батареи будут стремиться к уравниванию при простое, но если наложить кривые заряда и разряда друг на друга и подвигать графики вправо-влево до пересечения кривых, то будет очевидно, что это стремление к уравниванию во второй половине разряда (когда оно так нужно!!) становится практически бесполезным. А если при этом ещё учитывать то что у котлет разрядная кривая выше...

Поэтому тяговая/малоёмкая часть батареи будет всегда разряжаться первой, а ёмкая/слабая часть батареи после этого будет брать на себя всю нагрузку. И это не зависит от типа батарей и разрядных кривых. Если даже у ёмкой/слабой части батареи разрядная кривая выше чем у тяговой/малоёмкой части батареи, то это ничего существенно не изменит в балансе сил - просто ёмкая/слабая часть батареи раньше начнёт пытаться заряжать тяговую/малоёмкую и будет перегружаться уже не только нагрузкой, а суммой  нагрузки и заряда тяговой/малоёмкой части батареи.

И в конечном итоге, как ни крути, в любом случае тяговая/малоёмкая батарея разрядится первой, потому что её ёмкость и сопротивление малы. А после этого вся нагрузка достанется ёмкой/слабой части батареи, плюс ещё тяговая/малоёмкая часть батареи будет пытаться заряжаться, если сможет. Поэтому ёмкую/слабую часть батареи необходимо защищать по току от перегрузки. Например, для экспериментов можно её защитить предохранителем соответствующего номинала. Перегорание этого предохранителя явным образом укажет на факт перегрузки ёмкой/слабой части батареи в некоторый момент, когда тяговая/малоёмкая батарея разрядится и начнёт кипятиться ёмкая/слабая часть батареи.

Что мы имеем в, как говорится, "сухом остатке" после перегорания предохранителя? А имеем мы в этом остатке приличный запас энергии в ёмкой/слабой части батареи и пустую тяговую/малоёмкую батарею. Величина запаса энергии в ёмкой/слабой части батарей будет зависеть от емкостей, сопротивлений и разрядных кривых обеих частей батареи, но это всегда будет немалая величина. Точное значение Вы можете получить путём экспериментов. Только не забудьте расцепить балансирные провода , а то чего-нить погорит, да и можете прозевать момент.
В случае [user]илс[/user] я бы предположил перегорание предохранителя слабой/ёмкой части батареи где-то при остатке 5-7Ач при интенсивной езде с разгонами "тапку в пол" или 2-5Ач при экономичной езде. (притом что точные данные о токах его двигателя у меня отсутствуют, я могу сильно ошибаться)

[илс]

[user]DIVAS[/user], спасибо за подробный анализ ситуации. Думаю, он является определяющим для проекта ГЛБ.
Особенно важно понимать вот этот момент:

И в конечном итоге, как ни крути, в любом случае тяговая/малоёмкая батарея разрядится первой, потому что её ёмкость и сопротивление малы. А после этого вся нагрузка достанется ёмкой/слабой части батареи, плюс ещё тяговая/малоёмкая часть батареи будет пытаться заряжаться, если сможет. Поэтому ёмкую/слабую часть батареи необходимо защищать по току от перегрузки.

===
У меня два моторчика, один скоростной на 350Вт (Ку100), Другой Бафанг CST с номиналом 250Вт, но по факту ближе к 500-750Вт.
Причем, последний тяговый, и похоже, с бОльшим КПД.
Первый, все время стремится к верхнему ограничению в 20А. 
Второй, более экономичен. Ток на крейсерской, в среднем 10А, на 45км/ч (расход 12Втч/км).
===
Предохранители ставить не буду. Пока снизил контроль нагрева до 43^○С
Еще есть внешний термометр. Поезжу и посмотрю, что, да как.
Я тоже редко высаживаю батарейку до конца. 

[Lion]

По моему все искривляют цель. "Слаботочная" батарея должна спокойно переносить типичные нагрузки при движении на требуемой крейсерской (0.5...1С). А вот для того, чтоб влупить с перекрестка на все 10квт (2С) и требуется маленькая буферная сильноточная емкость, сглаживающая такие пики. А не то, что постоянно едем на буфере, а потом "ой он разрядился и основная убивается"

[DIVAS]

По моему все искривляют цель. "Слаботочная" батарея должна спокойно переносить типичные нагрузки при движении на требуемой крейсерской (0.5...1С). А вот для того, чтоб влупить с перекрестка на все 10квт (2С) и требуется маленькая буферная сильноточная емкость, сглаживающая такие пики. А не то, что постоянно едем на буфере, а потом "ой он разрядился и основная убивается"

Проблема в том, что при простом тупом параллельном включении эти две батареи не спрашивают никого, в каком порядке им разряжаться.
И разряжаться первой всегда будет та, у которой C*R меньше. Ведь ездим мы не на идеальных сферических конях в вакууме, а на реальных ЭТС по реальным городам, где разгоны весьма часты и расход энергии на них очень весомый. В конечном итоге получается, что либо "слабая/ёмкая" батарея должна быть способна обеспечить ток разгона, либо она будет перегружена при разгоне, когда тяговые элементы разрядятся.

Можно, конечно сделать автоматический коммутатор батарей, который будет переключать батареи в зависимости от тока, но что-то мне эта идея не кажется хорошей.

[licwn]

Было уже вроде бы обсуждение - совмещение в одной батарее разных по возможному отдаваемому току ячеек - вроде ZAP даже выкладывал результат симуляции такой батареи в какой то программе. Надо бы сюда перенести или ссылку сделать.
По хорошему надо ставить по ваттметру (который еще бы мог логировать ток, что бы позже на компе совместить и посмотреть) на каждую "ветку" и обсуждать с цифрами в руках.
В принципе эксперимент Илс'а показал, что при совмещении двух батарей можно с них вытянуть больше, чем с какой либо одной из них. Если бы у него емкость ионок было бы побольше, то скорее всего и получить от общей батареи можно было бы больше. Ну и мне тоже кажется разумным, что ёмкости слабой части должно быть достаточно, что бы тянуть велосипед на крейсерской скороси.

[DIVAS]

А если делать гибридизацию по принципу PowerBank, то гарантировано полное и эффективное использование энергии обеих батарей. Ну, за вычетом 5-10% потерь на преобразователе. В любом случае, при тупом запараллеливании в ёмкой батарее останется больше чем 10%, если она не способна тянуть ток разгона.

[gekanaz]

А если делать гибридизацию по принципу PowerBank, то гарантировано полное и эффективное использование энергии обеих батарей. Ну, за вычетом 5-10% потерь на преобразователе. В любом случае, при тупом запараллеливании в ёмкой батарее останется больше чем 10%, если она не способна тянуть ток разгона.

тоже думал над этим, в этом случае без разницы, сколько есть старых элементов, сопрягать по напряжению батарею не придется совсем, главное, чтобы рабочий диапазон "дохлой" батареи попадал в диапазон работы преобразователя, будь то повышайка или понижайка

[FAS_r7]

странно, почему андрей и коля не делятся результатами/ощущениями от езды на таких гибридных сборках. весь уральский поход на них сделали, 4500км.
и лева больше всех прав в том, что слабая батарейка должна совершенно без проблем тянуть крейсерский режим езды, а липоли для сглаживания кратковременных нагрузок от динамичных разгонов. иначе, конфиг изначально не сбалансирован.

[acyd]

По моему все искривляют цель. "Слаботочная" батарея должна спокойно переносить типичные нагрузки при движении на требуемой крейсерской (0.5...1С). А вот для того, чтоб влупить с перекрестка на все 10квт (2С) и требуется маленькая буферная сильноточная емкость, сглаживающая такие пики. А не то, что постоянно едем на буфере, а потом "ой он разрядился и основная убивается"

Абсолютно нормально постоянно ехать на буфере - сколько вытекает на крейсерской, столько и затекает с повербанка, ну чуть больше, чтобы была постоянная подзарядка малым током и буфер был в тонусе (думаю до 80% чтобы дольше прослужил).

Рассмотрим критические моменты:
1. много газовали - буфер обсох, бмс-ка отрубила по нижней банке разрядный буфера. Байк не едет. Ждем немного. Буфер зарядит выше отрубания. Дальше можно уже ехать на крейсерской. Чем быстрее едешь, тем медленнее восстанавливается буфер.

2. мало газовали и много регенили - буфер наелся, бмс-ка отрубила зарядный порт н-р > 80% заполнения буфера. мы это даже не заметили.

3. повербанк кончился - его бмска отрубила разрядный порт - тоже не заметим, пока буфер не обсохнет.

Т.е обязательны 2 бмс с независимыми каналами заряда/разряда и регуль тока(dc) для повербанка, чтоб его не надсадить.

[DIVAS]

Абсолютно нормально постоянно ехать на буфере - сколько вытекает на крейсерской, столько и затекает с повербанка, ну чуть больше, чтобы была постоянная подзарядка малым током и буфер был в тонусе (думаю до 80% чтобы дольше прослужил).
....
Т.е обязательны 2 бмс с независимыми каналами заряда/разряда и регуль тока(dc) для повербанка, чтоб его не надсадить.

С повербанком-то да. А вот с тупым параллельным соединением уже не всё так весело....

[TRO]

....
С повербанком-то да. А вот с тупым параллельным соединением уже не всё так весело....

С тупым запаралеливанием надоть или интуитивно мозгами себя ограничивать, или делать эмпирический девайс который следил бы за средней потребляемой мощностью во времени и бил по рукам, т.е. при превышении лимита ограничивал ток потребления (когда по расчетам буферная высушится).

Или ставить датчик тока меджу батареями, и по нему уже ограничивать, тут вообще "мозгов ненадо", но батареи нужны отдельные со своими БМС (без запаралеливания балансирных концов, не ставить же на каждый балансирный конец по датчику).

[илс]

или делать девайс который следил бы за средней потребляемой мощностью во времени и бил по рукам при превышении лимита (ограничивал ток).

Если говорить о маломощных конфигах, то контроль мощности(тока) от высокомной батареи, не так прост в реализации, как хотелось бы.  Ставить 2-ой амперметр на руль? Как-то не по феншую. 
===
Пока вывел термометр на руль. Насколько я понял, температура будет расти после половины разряда общей емкости батареи.
Вот глядя на нее и придется душить троттл, слегка чертыхаясь про себя. 
Пока все вместе не собрал, .. протестирую систему во время воскресной покатушки в Абрамцево.
Термометр самый бюджетный, хит китайского ширпотреба  DIY 

[licwn]

Вот лог снятый с трех ячеек гибридной батареи (описание выше в теме). Где то к концу поездки должна была быть разряжена наполовину. Возможно не очень наглядно когда лог снят со спаренных балансирных концов. Ограничение по току 40а в инфинионе. Батарея была слегка теплая в конце поездки и находится под сидушкой в скутере.

[Nicki]

Дисишку уже оплатил, думаю через месяц расскажу, о работе Powerbank. 

есть результаты?

[илс]

[user]Nicki[/user], Результатов нет, дисишка где-то застряла.
Пока мониторю температуру ионок. Занятие довольно увлекательное, особенно если индикатор постоянно маячит перед глазами. 
В моей конфигурации 2Р, хорошо видно, что ионки не могут продолжительно держать хороший ток (до 20А от всей батареи).
В режиме: 1 мин "работаем", 5 "отдыхаем", полет - нормальный. 

[Nicki]

получается идея утопичная. Тогда уже проще взять не 2Р, а 4Р и ионки как у меня в подписи и 20А они будут держать с приемлемой просадкой.

[2art]

Очень неплохо моделируются перетекания в каком-нибудь электрическом симуляторе - даже в простом и наглядном электрониксворкбенче. Сиди себе, да меняй внутренние сопротивления да напряжения с нагрузкой и смотри что куда и сколько течет. Даже сопротивления ленты между банками отмоделировал )
Поигравшись пришёл к выводу что уже озвучивали - или ёмкая батарея должна тащить хотябы на крейсерской, или ставить преобразователь (для неспешных поездок дольше 2 часов).

[licwn]

Я на этой утопичной идее который год езжу. Это лето впервые с ионками. Пока порядок, проблем не замечено.