Утечка ёмкости аккумуляторов.

i · 29 Март 2011 в 14:29

Катаясь на электровелосипеде с 2006 и сменив 4 комплекта аккумуляторов до меня вдруг дошло: "что-то тут не так". То что аккумуляторы будут дохнут, я знал и раньше, это не сюрприз, но что-то уж больно часто. Пока катался сезон, ёмкость аккумуляторов не менялась, во всяком случае мне потери были не заметны, но после межсезонного простоя, разница была заметна и без специальных замеров. Если прошлый год "тут" я ехал ещё бодренько, то в этот, "тут" я уже чувствую потерю динамики и вялость мотора. Сначала я списывал это на субъективность и забывчивость, но с годами регулярность этого явления показалась мне подозрительной.
Что же происходит с аккумулятором при зимнем хранении? Лежат в тепле, раз в 1-2 месяца заряжаются ... и дохнут.

Озадачился этим вопросом и вот что у меня получилось.

Все аккумуляторы у меня соединены последовательно, зарядка даёт один ток во всех, и при разрядке они разряжаются одним током. Если у них ёмкость одинаковая, то заряжаться и разряжаться они будут синхронно, т.е. одновременно скажут "полон" или "пуст". Верите? Я нет. Всегда кто-то отстаёт, а кто-то бежит вперед.
Кроме того, в каждом аккумуляторе кроме внутреннего сопротивления (которое крадёт вольты при разряде и греет аккумулятор) есть ещё шунтирующее сопротивление саморазряда. Это сопротивление, как всякий порядочный приказчик, чуть-чуть подворовывает у аккумулятора его энергию, чем дальше, тем больше. В каждом аккумуляторе и в каждом элементе этого аккумулятора сидит свой "приказчик" и степень его порядочности никак не регламентируется, максимум, что о нём скажут производители - "не более nn% в месяц". Ну ворует чуть-чуть, да и Бог с ним, все мы не без греха.
Пока мы регулярно заряжаем-разряжаем аккумулятор, проделки "приказчика" практически не заметны. Другое дело зимнее хранение, между зарядками время достаточно большой для крупного воровства.
Я нарисовал себе такую картинку: пусть у меня аккумулятор состоит всего из двух ячеек А и В, ячейки одинаковые во всём, по ёмкости, по внутреннему сопротивлению, по весу, по температуре.. бла-бла-бла, за исключением маленького нюанса: в элементе В сидит более бессовестный ворюга, точнее в два раза более бессовестный, чем в элементе А.
В начале элементы полностью заряжены. По прошествии времени t ворюга В съел половину заряды, а воришка А только четверть. Ставлю на зарядку и жду пока элемент А наполнится, дабы его не перезарядить. В оба элемента поступило одинаковое количество заряда, так как заряжаются они одним током и одно время. Элемент В не успеет восполнить заряд и останется недозаряженым.
Прошло ещё время t (время полуразряда для В). Элемент В был не полон и опять потерял половину заряда, а элемент А опять всего четверть...
Заряд, саморазряд, заряд....
Ещё несколько таких циклов и остались крохи, ёмкость аккумулятора упала ниже плинтуса. И это при том, что элементы абсолютно исправны, они не потеряли ни капли ёмкости, не испортились от перезаряде или переразряда, не засульфатировались, а аккумулятор "сдох".

Так как любой элемент не зависимо от химии (свинец, литий, металлогидрид, и пр.) имеет личный саморазряд, то батарея состоящая из более одного элемента, будет "гибнуть" от хронического недозаряда какого-либо элемента... если заряжать так, как это сейчас принято в большинстве случаев.

P.S.
В своих рассуждениях я "следил" за каждой ячейкой, а в реале контроль за разрядом и зарядом аккумуляторов чаще делается по общему напряжению, в таком случае ячейка В была-бы уже переполюсована, а элемент А перезаряжен. То есть в реале дело ещё хуже чем на картинке.
Литий своими возгораниями ярко дал понять, что так делать нельзя и получил балансиры и BMS, а скромняга свинец дохнет молча и его продолжают регулярно убивать при каждом цикле.

yuri · 29 Март 2011 в 15:31

Вы наконец то заметили, что "у сарая нет стены", как говорит Сорока. Если хотите долгой жизни свинца, то только раздельная зарядка, ну и ЗУ Сороки, если хотите еще дольше.

FAS_r7 · 29 Март 2011 в 15:35

Цитата: yuri от 29 Март 2011 в 15:31
Вы наконец то заметили, что "у сарая нет стены", как говорит Сорока. Если хотите долгой жизни свинца, то только раздельная зарядка, ну и ЗУ Сороки, если хотите еще дольше.

Причём очень желательна раздельная зарядка каждой из шести банок каждого АКБ. Что никак не предусмотрено конструкцией 12В АКБ.

yuri · 29 Март 2011 в 18:06

Цитата: FAS_r7 от 29 Март 2011 в 15:35
Цитата: yuri от 29 Март 2011 в 15:31
Вы наконец то заметили, что "у сарая нет стены", как говорит Сорока. Если хотите долгой жизни свинца, то только раздельная зарядка, ну и ЗУ Сороки, если хотите еще дольше.
Причём очень желательна раздельная зарядка каждой из шести банок каждого АКБ. Что никак не предусмотрено конструкцией 12В АКБ.

Отводы от каждой банки сделать можно, но нужно изготовить 6 балансиров. Не будут ли они дороже самой АКБ?

Alex_Soroka · 29 Март 2011 в 20:17

Цитата: i от 29 Март 2011 в 14:29
Катаясь на электровелосипеде с 2006 и сменив 4 комплекта аккумуляторов до меня вдруг дошло: "что-то тут не так".
...
...
Сначала я списывал это на субъективность и забывчивость, но с годами регулярность этого явления показалась мне подозрительной.

Все аккумуляторы у меня соединены последовательно, зарядка даёт один ток во всех, и при разрядке они разряжаются одним током. Если у них ёмкость одинаковая, то заряжаться и разряжаться они будут синхронно, т.е. одновременно скажут "полон" или "пуст". Верите? Я нет. Всегда кто-то отстаёт, а кто-то бежит вперед.

не прошло и 4-х лет как "Зоркий Сокол"

заметил то, о чем я уже пишу и долблю всем последние 3 года...
Даже вот тут табличку нарисовал "разбаланс АКБ":
https://electrotransport.ru/index.php/topic,2103.0.html

...и опять мы вернулись к идее "индивидуального заряда"...

Кстати... на эту тему сейчас будет устройство у меня - до 8 каналов одновременного слежения, с выходом на ЖКИ... и кучей режимов... в том числе управление до 8-и каналами одновременной зарядки от одного процессора.
...но об этом будет отдельный анонс в соотв. ветке и на моем сайте.

Бигхорн · 30 Март 2011 в 13:07

С позволения почтенной публики попытаюсь изобрести очевидное.
В решении проблеммы хранения мне видится такой упрощенный вариант с минимумом телодвижений, но с поддержанием максимально возможного заряда всех АКБ.
1) пролечить каждую АКБ умной зарядкой.
2) включить параллельно все батареи общей шиной по минусу.
3) плюсы параллельно включать рубильниками или болтиком перед зарядкой раз в неделю, а после зарядки выключать рубильники или откручивать гаечку общего болтика для размыкания плюсовых контактов.
4) раз в месяц повторять 1 пункт.
Теперь можете метать помидоры.

Бигхорн · 30 Март 2011 в 14:09

Уточняю для теоретиков.
На два часа для зарядки соединить параллельно раз в неделю или раз в месяц. Потом разомкнуть.
Или вы считаете что разница в зарядных токах от одного источника практически одинаковых АКБ принесёт разницу в зарядке более нескольких процентов? Да за месяц исправной АКБ и без зарядки нифига не будет, саморазряд невеликий.

Alex_Soroka · 30 Март 2011 в 14:20

Цитата: Бигхорн от 30 Март 2011 в 13:07
С позволения почтенной публики попытаюсь изобрести очевидное.
В решении проблеммы хранения мне видится такой упрощенный вариант с минимумом телодвижений, но с поддержанием максимально возможного заряда всех АКБ.
1) пролечить каждую АКБ умной зарядкой.
2) включить параллельно все батареи общей шиной по минусу.
3) плюсы параллельно включать рубильниками или болтиком перед зарядкой раз в неделю, а после зарядки выключать рубильники или откручивать гаечку общего болтика для размыкания плюсовых контактов.
4) раз в месяц повторять 1 пункт.
Теперь можете метать помидоры.

верно всё но... многовато

а почему просто не поставить "на таймер" ЗУ на 1 час раз в сутки например?
таймер на 220В - бывает с "недельными интервалами":
http://www.pticevod.com/catalog/51-0.jpg
как пример:
http://www.pticevod.com/other/#main-catalog-51

и спокойно ему говорим что включать всю эту параллельную АКБ раз в неделю в удобное вам время... Автоматически отработает

и не забудет ничего

...

Цитата: G.V.L от 30 Март 2011 в 13:26
несогласен ,соединять паралельно при заряде нельзя,А.В.Сорока уже объяснял и рисовал наглядную схему происходящих процессов при таком варианте заряда ,лучше уж последовательную,

Вы все перепутали

i · 30 Март 2011 в 14:43

Цитата: Alex_Soroka от 29 Март 2011 в 20:17
не прошло и 4-х лет как "Зоркий Сокол" заметил то, о чем я уже пишу и долблю всем последние 3 года...
Даже вот тут табличку нарисовал "разбаланс АКБ":
https://electrotransport.ru/index.php/topic,2103.0.html

Ну не 3 года, а всего 2 (да и то только в июне стукнет). Начало было тут, там же и блок-схема.

Цитата: Alex_Soroka от 29 Март 2011 в 20:17
...и опять мы вернулись к идее "индивидуального заряда"...

Разумеется, так как ни какими алгоритмами нельзя добраться до отдельной банки внутри аккумулятора, нужен физический контакт.
Свинцовые аккумуляторы исторически "затачивались" под автомобильное применение, отсюда сборки по 12В, сейчас можно найти аки и на 6в (от мотоциклов остались). 2-х вольтовые банки видел в аккумуляторной телефонной станции, но они ни разу не мобильные.
Если у нас свинцовый аккумулятор, то целесообразно рассматривать его как один элемент замены. Если одна банка в нём "померла", то выбраковывается весь аккумулятор и меняется на новый. Больного можно потом попытаться восстановить, добраться до больной банки и вытянуть её с того света, но это будет уже ремонт, а не бережная эксплуатация.
Остальные типы аккумуляторов пока доступны поэлементно, что радует пользователей, хотя и напрягает со сборкой.
Индивидуальная зарядка на каждый элемент - дорого, но балансиры для ёмких аккумуляторов могут выйти ещё дороже.
Пример. Сейчас имею 18 лиферов по 10Ач, хочу заряжать их за 2 часа, следовательно нужно 18 зарядок по 20ватт, либо одну зарядку на 360ватт + 18 балансировочных схем и 18 разрядный резисторов по 20ватт каждый (от них ещё тепло надо куда-то деть) + 18 мосфетов способных нормально открываться хотя бы от 3 вольт.
Прикинув схемы обоих вариантов, остановился на 18 зарядках, тем более, что их можно заметно упростить для конкретного применения.

Бигхорн · 30 Март 2011 в 15:17

Цитата: Alex_Soroka от 30 Март 2011 в 14:20
верно всё но... многовато
а почему просто не поставить "на таймер" ЗУ на 1 час раз в сутки например?
таймер на 220В - бывает с "недельными интервалами":
http://www.pticevod.com/catalog/51-0.jpg
как пример:
http://www.pticevod.com/other/#main-catalog-51

и спокойно ему говорим что включать всю эту параллельную АКБ раз в неделю в удобное вам время... Автоматически отработает и не забудет ничего ...

С таймером идея в принципе здравая, ещё меньше будет телодвижений.
Непонятно только как автоматически размыкать параллели по плюсу? Они же неразомкнутые будут потихоньку подсаживать более высоковольтные батареи? Да и таймер недельный тоже надо ещё поискать. У меня только суточный есть.
Вы предлагаете не размыкать плюсы и просто каждую неделю включать на несколько часов на зарядку?

METAL · 30 Март 2011 в 15:45

По сути свинцовые акки не имеют жёсткой характеристики,по тому и разряд будет очень небольшим,кстати проверить разбалланс всегда можно.

Бигхорн · 30 Март 2011 в 16:33

Разбаланс параллельных батарей всё же есть. У меня из 5 шт 6СТ-190 для аварийного инвертора, разница между батареями в десятую долю Вольта. А при соединении плюсов в параллель текут уравнивающие токи в десятки миллиампер. Поэтому и размыкаю плюсы болтиком на неделю, а раз в неделю кручу гайку и включаю на зарядку Стеком. Ток вместо 5 Ампер на каждую отдельную АКБ летит до 15 ампер на полчаса-час на всю параллельную колбасу из 5 батарей. И так раз в неделю.
Потом размыкаю гайку чтобы не садить две из пяти высоковольтных. Наедаются все из- кормушки 14.5 вольт.
Есть правда и мощный зарядник Хелпер на 55 Ампер, но он в резерве для сильного заряда. В нём автомата токового нет, только таймер и 4 ступени регулировки. Так что классический кипятильник с функцией пуска. Стек поинтеллигентнее будет.
Всё таки надо Сорокино ЗУ брать для долговечности батарей. Хоть пешком в Киев иди

Alex_Soroka · 30 Март 2011 в 16:34

Цитата: Бигхорн от 30 Март 2011 в 15:17
Непонятно только как автоматически размыкать параллели по плюсу? Они же неразомкнутые будут потихоньку подсаживать более высоковольтные батареи?

не надо размыкать

"сильный поможет слабому" - и в результате все выровняются. а "потери" - будут возмещены от ЗУ раз в неделю.

ЦитироватьДа и таймер недельный тоже надо ещё поискать. У меня только суточный есть.

но ведь МОЗГ у вас есть ?

что будет если один "суточный" таймер вставить в другой ?

...и правильно настроить?

ЦитироватьВы предлагаете не размыкать плюсы и просто каждую неделю включать на несколько часов на зарядку?

да - но только на час примерно - этого вполне хватит.

Alex_Soroka · 30 Март 2011 в 16:37

Цитата: Бигхорн от 30 Март 2011 в 16:33
Всё таки надо Сорокино ЗУ брать для долговечности батарей. Хоть пешком в Киев иди

я уже говорил вам что Почта России работает сейчас исправно - все грузы доставляет во все концы необьятной России.

METAL · 30 Март 2011 в 17:11

Бигхорн,заказывайте!Всё это займёт у Вас максимум час времени,а то такие танцы с таймерами не очень надёжный вариант,зу от А.В.Сороки будут сами поддерживать акки в боевой готовности!

Бигхорн · 30 Март 2011 в 23:46

Всем спасибо. Вы настоящие коллеги. :az:

Alex_Soroka · 31 Март 2011 в 13:23

Цитата: i от 30 Март 2011 в 14:43
Свинцовые аккумуляторы исторически "затачивались" под автомобильное применение, отсюда сборки по 12В, сейчас можно найти аки и на 6в (от мотоциклов остались). 2-х вольтовые банки видел в аккумуляторной телефонной станции, но они ни разу не мобильные.

я забыл вас сказать - у вас в схеме(этого поста что я отвечаю) 60кГц тянется к куче ЗУ - это не правильно! 60кГц дадут мощную наводку - это как радиостанцию длинноволновую с собой возить... просто разводите 220В по БП и все работает.

yuri · 31 Март 2011 в 13:36

Цитата: Alex_Soroka от 31 Март 2011 в 13:23
Цитата: i от 30 Март 2011 в 14:43
Свинцовые аккумуляторы исторически "затачивались" под автомобильное применение, отсюда сборки по 12В, сейчас можно найти аки и на 6в (от мотоциклов остались). 2-х вольтовые банки видел в аккумуляторной телефонной станции, но они ни разу не мобильные.

я забыл вас сказать - у вас в схеме(этого поста что я отвечаю) 60кГц тянется к куче ЗУ - это не правильно! 60кГц дадут мощную наводку - это как радиостанцию длинноволновую с собой возить... просто разводите 220В по БП и все работает.

Ну почему же? Я помню были такие Винницкие видеотерминалы ВТА-2000, в которых 30-50кгц раздавалось на отдельные стабилизаторы +5, +12,-12,+24В. В каждом был свой трансформатор на ферритовом кольце. Правда в дальнейшем они отказались от данной схемы, слишком громоздкая. Но право на жизнь имеет.