Li-XX в параллель свинцу

[Leffter]

Господа,

Возникла идея прикрутить в параллель свинцу немного лития. Цель - разгрузить свинец на больших токах, чем значительно увеличить его отдачу. Какой именно литий - еще не знаю, но скорей всего это будет LiPo от авиамоделей.

Техзадание. Тема как параллелить аккумуляторы с разной емкостью и даже разной химией уже обсуждалась многократно обсуждалась. Самый простой и логичный способ - развязать германиевыми диодами и баста. Но у меня задача несколько иная - я хочу подключать литий только при "просадке" свинца под нагрузкой. Включение должно быть пороговым и желательно без потери на диоде (0,3В иногда тоже много, есть и другой минус, о котором ниже).

Исходные данные. Кроме того, емкость свинца в моем случае - 3*12Ач, емкость литиевого "костыля" - всего 2Ач. Таким образом, энергия лития будет расходоваться только при разгоне, т.е. когда ток превышает 30А. По задумке, если ток через свинец не будет превышать 1С, то это поднимет отдачу свинца с нынешних 40% до хотя бы 60..70%. В конкретно моем случае это будет означать увеличение пробега на электротяге с 20км до примерно 32км, больше пока не требуется.

Реализация. Пороговое включение, по моему мнению, можно организовать при помощи геркона. Геркон обматывает силовым кабелем. Количество и диаметр витков подбираем опытным путем, чтобы замыкание происходило на 10А и выше. Геркон управляет обычным автомобильным реле на 30А. При нарастании тока замыкается геркон и включает нитку лития в параллель свинцу.

Как вариант - сделать включатель лития в самой ручке газа, но опять таки даже при "тапке в пол", но уже при набранной скорости литий мне не нужен. Таким образом, нужна схема с т.н. обратной связью по току: есть ток больше 10А помогаем "костылем", нету тока - едем на свинце.

Преимущества такой схемы:

• простота реализации;
• литий подключается только на нагрузке, при этом основная тяга остается на свинце (в крейсерском режиме ток остается в пределах 5..8А);
• независимый расход энергии из свинца (12Ач) и лития (всего 2Ач). Вполне возможно, что одной зарядки лития будет хватать на 2-3 зарядки свинца (при условии преимущественно линейного движения с редкими остановками/подъемами)

Недостатки:

• кто сказал, что схема с герконом вообще будет работать или будет работать надежно? Возможно надо будет лепить электронный ключ, а это уже выше моего понимания. Если вам известно - подскажите, пожалуйста, готовое решение подходящего ключа ВМЕСТО геркона;
• контроль за разрядом лития будет происходить только в домашних условиях

Рассматриваю и вариант с банальной развязкой диодами. Но тут начинается чехарда с напряжениями:

• средняя точка у лития 37 вольт (если это 10S от леталок), в заряженном состоянии около 42В
• Напряжение свинца - от 40 вольт в заряженном до 33 в разряженном, т.е. диапазон падения напряжения очень широкий. Таким образом, будет сначала происходить "высасывание" лития, а только потом езда на свинце до полного высасывания последнего.

Буду благодарен за критику!

[xaoyag]

С липо то как раз и будут проблеммы, так как напряжение состыковать будет тяжело, а вот с лифером почти нет так как он по напряжению почти один в один. Да и 2 ач будет мало, даже если он 45С по тому как при моторе в 500ватт, стартовый ток под 35 ампер а импульсный доходит до 150 - 170 а при 2 ач и 45С у вас только будет 90 так что емкость смело надо брать начиная от 4х и больше. Ток при езде у меня 18 - 20 ампер то есть, выше 10 ампер, просто сядет литий и довольно быстро и скутер будет ехать дальше на свинце.

[TRO]

Надо взять литий на напряжение меншее чем у свинца, и поставить на литий повышайку как у Александра на его лигераде. И паралелить со свинцом уже через повышайку. Врубил повышайку - ток из лития пошёл в свинец.

[Leffter]

xaoyag, TRO, коллеги - спасибо за интерес к теме и за совет!

Ватт-метр показывает, что максимальный ток не превышает 29-30А, больше контроллер не дает. Это означает электрическую мощность суть более киловатта. После разгона ток быстро падает ниже пресловутых 10А.

Идея в том, чтобы литий подключался только под нагрузкой. Соответственно отдавать энергию только в контроллер - просадка самого лития плюс внутреннее сопротивление свинца приведет к тому, что перетекание будет ничтожным, если оно вообще будет. Как только контроллер перестанет сосать что дурной (разогнался или отпустил газ) - литий отключился. Вопрос именно в том, как грамотно и надежно организовать подключение лития. У предложенной мной же идеи с герконом есть еще один минус - он не любит механической тряски, а в нашем велосипедном деле без тряски ну никак нельзя...

ЗЫ К сожалению или к счастью будет ЛиПа. Так получилось, что перепал мешочек более-менее именно таких живых аккумов как раз для этого эксперимента. Если специально покупать 4АЧ лития - ставится под сомнение целесообразность включения под нагрузкой. Можно тогда просто сделать переключатель литий/свинец и добивать их поочередно в пути. Эксперимента короче не будет

[closer_to_sky]

Какое то нереальное усложнение и полное отсутствие исходных данных:
- до какого напряжение просаживается свинец при старте?
- до какого напряжения просаживается литий при такой нагрузке?
- что за батареи планируете такие супер применить?
- почему не более подходящий лифер?

[closer_to_sky]

Если ответить на все эти вопросы то схема будет элементарной - параллельно свинцу, через диоды Шоттки сажаем правильно подобранный лифер.
Напряжение на нём меньше поэтому приоритет - свинец.
Но при большой нагрузке, свинец (вследствии своего большего внутреннего сопротивления) сильно проседает.
А лифер нагрузку держит хорошо, поэтому диод открывается и основной ток переходит на лиферную батарею.


У меня реально работает подобная схема, только связка литиевые батареи от ноута + липолиевые авиамодельные.
Из за одинакового напряжения включены без диодов.
Реальный тесты с измерениями показали - при хорошей нагрузке основной ток приходится именно на липолиевые батареи.

[Spiderman]

Ну и потом, дребезг в случае геркона неизбежен. Ток достиг максимума для свинца - геркон подключил литий - ток через свинец упал - геркон
отключил литий и так по кругу.

[xaoyag]

Я когда планировал себе так делать, думал над вариантом к примеру сделать таимер на 5 секунд, чтобы подключать литий ровно на 5 секунд, этого достаточно для первого броска а потом спад, можно и меньше. Или настраивать по потребляемому току, но к примеру у меня рабочие 2 цифры это 18 - 20 ампер и 35 ампер, сделать к примеру так чтобы если ток более 21 то срабатывало подключение, но опять таки а затяжная горка? ведь сработает и не отпустит пока будет ехать в горку. значит надо таимер на 5 сек ставить а потом при следующем скачке снова чтобы активировался литий на 5 секунд и так всю дорогу.

[schemer]

У меня реально работает подобная схема, только связка литиевые батареи от ноута + липолиевые авиамодельные.
Из за одинакового напряжения включены без диодов.
Реальный тесты с измерениями показали - при хорошей нагрузке основной ток приходится именно на липолиевые батареи.

Интересная мысль. Значит если к обычным липолям присоединить 1 ПАК NANO, то при разгоне например ток будет идти из NANO т. к. обычные будут давать просадку напряжения, а в устаканившемся режиме всё по честному, из всех одинаково. Получается, что не надо собирать батарею полностью из NANO липолей, достаточно одного ПАКа. Однако и ёмкость NANO надо взять наверное не много больше (обычные например 5000А\час, а NANO 5200А\час), чтобы компенсировать повышенный разряд NANO липолей. Кто что скажет?
P.S. Или NANO не заморачиваться, а взять обычные, только с большим током разряда. Например вся батарея 20С, а один ПАК 30С.

Удивительно, сейчас посмотрел на hobbyking, дешевле взять NANO на 45С, чем обычную на 30С (Turnigy).

P.P.S. И ещё, если такая связка работоспособна, то можно ли балансирные провода NANO запаралелить с обычными липолями?

[b-b]Извиняюсь за офтоп, вопрос перенёс в LiPo Аккумуляторы и всё что с ними связано, покупка, характеристики, опыт эксплуатации[/b-b]

[xaoyag]

Все можно если отбалансировано до того что разница между ячеиками 1 - 2 сотых вольта

[TRO]

P.P.S. И ещё, если такая связка работоспособна, то можно ли балансирные провода NANO запаралелить с обычными липолями?

Не только можно, а и нужно.
И кстати, если БМС не имеется, то хотя бы дешёвые писчалки поставить на балансирные провода.

[schemer]

И кстати, если БМС не имеется, то хотя бы дешёвые писчалки поставить на балансирные провода.

У меня есть селлоги, но я проезжаю в день 27 км., батарейка разряжается до 3,8 Вольт на ячейку, так что селлог я снял.

[Leffter]

Ну и потом, дребезг в случае геркона неизбежен. Ток достиг максимума для свинца - геркон подключил литий - ток через свинец упал - геркон
отключил литий и так по кругу.

Идея как раз и заключается в том, что ток меряется общий, на входе (или даже на выходе) контроллера. Если ток достигает некоторого максимума - подключаем литий. Теоретически ток еще немного вырастет. Падение тока произойдет или после преодоления подъема/разгона либо же отпускании ручки газа.

По большому счету меня мало волнует абсолютный показатель тока со свинца - по всем теоремам его вообще не должно быть. Мне не нравится то, что с 12кг гири снимается порядка 50% от заявленной емкости. Именно это я пытаюсь исправить...

Почему не ЛиФер? Все очень просто - я не нашел дешевых ЛиФерных банок малой емкости. Даже т.н. котлет не нашел, хотя котлеты малой емкости не факт, что смогут отдавать хорошие токи. Все, что предлагается - описанные вдоль и в поперек 10..12Ач ЛиФерные бочонки. Покупка таких бочонков, в моем случае, будет означать банальный отказ от свинца. Последнее во-первых не бюджетно, во-вторых не идейно - прикрутить ЛиФер и кататься не так уж как оказалось и сложно

В случае с ЛиПой малой емкости - ее можно незаметно для себя возить в багажнике или под сидением периодически нагружая током до 30А...

[Leffter]

Какое то нереальное усложнение и полное отсутствие исходных данных:

Да, с усложнением у нас нет никакого дефицита Ответы на вопросы ниже. Что-то получено опытным путем при помощи ватт-метра (ватт-метр на руле это сила), что-то придумано теоретически.

- до какого напряжение просаживается свинец при старте?

Свинец просаживается до 37В в "свежем состоянии", первый километр-два. На 15км просадка доходит до 32В и приводит к отсечке контроллера.

- до какого напряжения просаживается литий при такой нагрузке?

Не знаю, лития под рукой нет. По опыту с радиомоделями могу сказать, что напряжение не должно падать ниже 37В. Хотя кому оно там должно может оно само не знает... Понятно будет только после испытаний. Основная проблема в езде по прямой - мне нужно избежать перетекания из ЛиПы в свинец. Причем при решении на основе диодов такое перетекание будет только усугубляться по мере разряда свинца (если диод последовательно ЛиПе) или ездой на ЛиПе, если диод последовательно свинцу. Можно и навещать диодов последовательно, чтобы согласовать напряжение...но это чревато рассеиванием энергии в тепло.

- что за батареи планируете такие супер применить?

Банальные ЛиПы от радиомоделей на 2.2Ач, 30С. Эти батареи при длительной нагрузке в 20А остаются слегка теплые, при этом показывают хорошую (полную) отдачу емкости.

- почему не более подходящий лифер?

Уже написал в предыдущем посте - в таких малых емкостях дешевого ЛиФера не нашлось. Самое близкое - ЛиФер в размере банок для ноутбука, но у них емкость не более 1300мАч. Следовательно, стоимость в 2 раза выше чем у той же ЛиПы. В тоже время ЛиФер в "пакетиках" имеет отдачу в 3С (реже 5С). При больших емкостях это не проблема, но мне надо до 30А, а не 10А.

[TRO]

Лиферные банки на 1.1Ач сейчас можно купить по 2.4уе(с доставкой), их надо на 36в 12шт, плюс паралелим по две чтобы точно держали 30А(такие банки держат до 20А, потом сильно греются), итого 24шт. Итого 57.6 уе. Не думаю, что можно найти литийполимер того-же качества и той-же ёмкости за эту же цену(с учётом доставки). Кстати полученный пак лифера даст прибавку в пробеге как минимум в 5 км (тапка в пол), думаю для разгонов хватит за глаза.

[closer_to_sky]

мне нужно избежать перетекания из ЛиПы в свинец,  из компьютерного блока питания, можно извлечь интересную диодную сборку - два диода с общим катодом в одном корпусе, и током до 60 ампер.
Она разом решит вопрос перетекания тока, который на мой взгляд надуман.

Банальные ЛиПы от радиомоделей на 2.2Ач, 30С, стоят неправильных денег. При таком бюджете может пойти моим путём - круглые литивевые элементы можно найти очень занедорого. Или лифером закупится.
В общем не ясен этот момент.

[Leffter]

мне нужно избежать перетекания из ЛиПы в свинец,  из компьютерного блока питания, можно извлечь интересную диодную сборку - два диода с общим катодом в одном корпусе, и током до 60 ампер.
Она разом решит вопрос перетекания тока, который на мой взгляд надуман.

Еще раз - диодом я запру свинец, перетекания не будет. Но ехать я буду только на ЛиПе (ну или ЛиФере). Мне не нужно, чтобы работало и то и то, нужно чтобы нитка с литием подключалась под нагрузкой. Без нагрузки - литий вообще должен быть отключен от контроллера. Если реализовать такой алгоритм, то проблема с перетеканием решится сама собой, т.е. таки является в какой-то степени надуманной

Банальные ЛиПы от радиомоделей на 2.2Ач, 30С, стоят неправильных денег. При таком бюджете может пойти моим путём - круглые литивевые элементы можно найти очень занедорого. Или лифером закупится.
В общем не ясен этот момент.

Все правильно, но ЛиПа с леталок уже есть, ее покупать не нужно, вот в чем проблема

ЗЫ С предложение выше про 2 нитки из ЛиФера согласен, так было бы проще - практически нет проблемы с согласованием напряжения!