Не совсем простой баллансир для LiPo

[plog90]

Добрый день. Нужно сделать баллансир для 7s lipo. На форуме имеется несколько схем, но все они работают не так как мне хотелось бы. Эти баллансиры срабатывают при достижение критического напряжения на ячейке и затем рассеивают лишнюю энергию в виде тепла. Мне же нужно чтобы баллансир срабатывал сразу после подключения и начинал выравнивать заряд на всех ячейках(в случае разбаллансировка), затем отключался. Может кто встречал схему реализации? Буду благодарен, если обойдемся без всяких атмега, поскольку не знаком с программированием микроконтроллеров. Заранее спасибо за ответы.

[i]

Конечно есть такие решения.
Например заряжать каждую ячейку индивидуально, персональной зарядкой.

[plog90]

i, спасибо за ответ. Это очень интересная тема, но к сожалению это не мой уровень. Микроконтроллеры, импульсные трансформаторы и другие непонятные вещи , думаю я еще не скоро решусь на такое, хотя идея мне очень нравится . Возможно найдется нечто среднее между простейшим баллансиром и вашим решением. Думаю в рассеивании энергии в виде тепла нет ничего страшного, есле она понемногу рассеивается с самого начала заряда и до самого конца, а не в огромном количестве только ближе к окончанию заряда. Если получится это реализовать, то не понадобится мощных транзисторов и огромных радиаторов. Возможно кто - нибудь копал в этом направлении.

[ingener]

не мой уровень. .....кто - нибудь копал в этом направлении.

тоже не любитель сильно усложнять зарядку и полностью доверять электронике, поэтому решение было такое - каждой ячейке по вольметру, и заряжать можно по необходимости, например, если мне хватает вполне съездить на работу и обратно напряжения  4,0В на ячейке (приезжаешь с 3,5В) - то зачем губить элементы зарядом до максимума?
Для балансировки можно использовать подзарядку или наоборот, разрядку отдельной ячейки, с помощью автолампы или подобной нагрузки. Но пока делать этого не пришлось - батареи все из одной партии, и дисбаланс в сотых долях вольта (на фото старая картинка с новыми элементами, сейчас ячейки как-то сами выровнялись и разброс не более 0,01В)
https://electrotransport.ru/images/3/x8zs7o.jpeg

[plog90]

каждой ячейке по вольметру, и заряжать можно по необходимости

Тоже так делал, пока дисбалланс не стал значительный .

зачем губить элементы зарядом до максимума?

А вот зто правильно. Пусть придется докупить лишних ячеек, зато прослужат они в 2 раза дольше. Вот только автоматический баллансир все равно нужен, и желательно чтобы во время работы он грелся как можно меньше, а то на душе както неспокойно.

[ingener]

автоматический баллансир все равно нужен, и желательно чтобы во время работы он грелся как можно меньше, а то на душе както неспокойно.

если нет желания углубляться в электронику, а вышеуказанные требования в силе, то остается одно - коммутация ячеек всех в параллель на время заряда  Вот и автоматическая балансировка, и нет нагрева.  только продумать эту самую коммутацию, чтобы не очень громоздко. Можно авторелюшек налепить на 40-70А.

[plog90]

не очень громоздко....авторелюшек налепить на 40-70А.

Определенно тут надо подумать еще.
Есть мысль сравнивать напряжение двух соседних ячеек например с помощью оу и нагружать ячейку с бОльшим напряжением скажем на 200-400ма. Думаю при длительном заряде напряжение на ячейках должно выровняться, и нагрев будет не сильный. Кто что об этом думает?

[Piramidon]

Добрый день. Нужно сделать баллансир для 7s lipo. На форуме имеется несколько схем, но все они работают не так как мне хотелось бы. Эти баллансиры срабатывают при достижение критического напряжения на ячейке и затем рассеивают лишнюю энергию в виде тепла. Мне же нужно чтобы баллансир срабатывал сразу после подключения и начинал выравнивать заряд на всех ячейках(в случае разбаллансировка), затем отключался. Может кто встречал схему реализации? Буду благодарен, если обойдемся без всяких атмега, поскольку не знаком с программированием микроконтроллеров. Заранее спасибо за ответы.

https://electrotransport.ru/index.php?topic=31312.0#topmsg
По мне, самое лучшее решение, себе собрал на более мощных понижайках 9А, поставил 20шт с запасом, вдруг появится батарейка на 20s, для контроля разряда поставил селлог.

[tmiaer]

Есть мысль сравнивать напряжение двух соседних ячеек например с помощью оу и нагружать ячейку с бОльшим напряжением скажем на 200-400ма. Думаю при длительном заряде напряжение на ячейках должно выровняться, и нагрев будет не сильный. Кто что об этом думает?

Это все изврат. Там надо сравнивать не с соседним, а со средним, на операционниках это такая укуренная схемотехника будет... Тут только контроллер поможет. Либо раздельный заряд (как вариант гальванически развязанными конвертерами).

[ingener]

Задача изначально невыполнимая. Если зарядник общий, то балансировать ячейки можно только однгим способолм - нагружая более заряженные, пока их не догонят остальные. Нагружать надо на что-то, поэтому много тепла будет выделяться в любом случае.
Единственная возможность избежать этого - просто отключать питание более заряженных ячеек. Но это возможно только при раздельном питании каждой....
Замкнутый круг.

[алабам]

Мне же нужно чтобы баллансир срабатывал сразу после подключения и начинал выравнивать заряд на всех ячейках

Видел такую схему , если очень очень надо - могу поискать

[Steel RAT]

Задача выполнимая. Есть готовые устройства - балансиры. Обычно встроены в ваттметры или селлоги.
В меню выбираешь Li-po, потом "балансировать" и он выборочным разрядом ячеек балансирует при любом напряжении. Устройство на базе микропроцессора.  Повторять нет смыл надо купить готовое.
Единственный недостаток - маленький ток балансировки. Обычно 20...30мА.
Но, для новых элементов этого вполне достаточно. 

[inetchik]

Есть бмс конденсаторные, если греть воздух не приемлемо. 

[mazafaka]

 Вот такой селлог имеет функцию балансировки

Неионятно чем модельная зарядка не нра 

[aleks17121960]

Коллеги,о сокращении сроков жизни лития при полной зарядке ходят слухи,и не более!Вот перезаряд и переразряд,перегрузка большими токами-те да,сокращают.И регулярный разряд ниже 80% емкости-тоже,это проверено.Что до якобы огромных потерь при балансировке-так это ерунда,в конце заряда там добить ерунду надо,и соответственно-нагрев невелик.Естественно,надо учитывать емкость и мощность баланса.В принципе,обычной Турниги 8S на 150Вт хватает до 30-40Ач.Долго только,а так-вполне.

[ingener]

Есть бмс конденсаторные, если греть воздух не приемлемо. 

интересно, как они работают? Ну использовать конденсатор как балласт можно только до его зарядки, а потом все равно энергию надо куда-то рассеивать .

[Snaiper]

Не надо ее никуда рассеивать. Ее нужно закачать в слабую ячейку...

[inetchik]

[user]ingener[/user], если по форуму пройтись - будет и объяснение. А гугл просто кишит ответами по запросу capacitive bms.

[kag46]

Граждане, если это только для частного случая,то зачем изобретать уже готовые бмс, которые будут неподъемны в плане надежности\реализации? 
конденсаторная бмс выглядит как то, что нужно, но хорошо бы бюджет и более конкретное тз видеть, что бы советовать)
а так только пальцем в воздух

[mr.Dream]

Уважаемый [user]plog90[/user], нету смысла балансировать ячейки постоянно. Из за разбега емкости и внутреннего сопротивления в процессе работы будет ощутимый перекос, и это нормально. А вот балансить этот перекос не имеет никакого смысла, та как в начале заряда будет гнать с банки А в банку Б, а в конце наоборот.  По этому балансировку делают в конце заряда, когда ток заряда минимальный и не влияет на напряжения, а процент заряда определяется как раз напряжением ЭДС элемента. Литий больше боится глубокого разряда, недели заряда до номинального напряжения.
И кстати, общая энергия, "перекачиваемая" через АКБ будет примерно одинаковая в таких случаях: 100% заряд разряд даст 500 циклов до потери 20% емкости, а 25% заряд-разряд даст 2000 циклов. Общие ампер*часы будут примерно те же.

[plog90]

И всего вышепрочитанного я понял что такой принцип УЖЕ реализован в модельных зарядках и это хорошая новость. Мизерными токами(малый ток - малый нагрев ) баллансировки выравниваются даже элементы относительно большой емкости и ощутимым дисбаллансом. Осталось разобраться с реализацией этого метода доступными радиодеталями.
P.S. Не знаю как у остальных, но простейший баллансир на tl431 у меня по нагреву напоминает утюг .

[Snaiper]

И всего вышепрочитанного я понял что такой принцип УЖЕ реализован в модельных зарядках и это хорошая новость. Мизерными токами(малый ток - малый нагрев ) баллансировки выравниваются даже элементы относительно большой емкости и ощутимым дисбаллансом. Осталось разобраться с реализацией этого метода доступными радиодеталями.
P.S. Не знаю как у остальных, но простейший баллансир на tl431 у меня по нагреву напоминает утюг .

Что за модельная зарядка?

[ingener]

Мизерными токами(малый ток - малый нагрев ) 
....простейший баллансир на tl431 у меня по нагреву напоминает утюг .

Так добавьте по резистору на 1кОм в цепь каждой ячейки и нагрев исчезнет. Те же 30...40мА и получится.

[plog90]

Что за модельная зарядка?

Ну которой липошки заряжают для всяких квадрокоптеров.

Ранее [user]tmiaer[/user] писал что сравнивать нужно со средним напряжением, но я не пойму, чем плохо сравнивать с соседней. Дупустим у нас 7 ячеек. 7-ю сравниваем с 6-ой, Если напряжение на 7-ой больше нагружаем ее баллансиром, пока напряжение на них не сравняется. Далее 6-ю с5-ой ... 3-ю со 2-й, 2-ю и 1-ю сравниваем между собой по этому же алгоритму. Таким образом все баллансиры отключаются только когда напряжение на всех ячейках одинаковое, а работать начинают сразу после подключения. Прошу высказать мнение об алгоритме.

P.S. Я делаю не BMS а именно баллансир подключаемый на время заряда.

[aleks17121960]

А зачем его делать-то?Если зарядка модельная на 150Вт стоит 40 баксов примерно с доставкой, на 8S,вам же на 7 надо?Самосбором авы много не наэкономите,а вот угробить АКБ запросто,литй шуток не любит.

[atatas]

Дупустим у нас 7 ячеек. 7-ю сравниваем с 6-ой, Если напряжение на 7-ой больше нагружаем ее баллансиром, пока напряжение на них не сравняется. Далее 6-ю с5-ой ... 3-ю со 2-й, 2-ю и 1-ю сравниваем между собой по этому же алгоритму. Таким образом все баллансиры отключаются только когда напряжение на всех ячейках одинаковое.

В вашей логике есть серьезный изъян. Возможна такая ситуация, когда напряжение на седьмом элементе уже ниже чем на других, а на остальных одинаковое. Баллансиры отключаются, и зарядка уже идет одинаковым током. Когда напряжение на седьмой батарее будет 4.2 вольта на остальных может быть НАМНОГО больше, а затем БАБАХ!!! По-хорошему первую надо сравнивать с седьмой. Только в таком случае круг замкнется и баллансиры отключатся при равном напряжении на всех элементах.

Если у вас баллансир греется как утюг, значит в батарее есть вышедшие из строя или значительно потерявшие емкость элементы и их надо заменить.

[plog90]

[user]atatas[/user], спасибо, не заметил сразу. Но проблема в том, что сложно сравнить напряжение первой и последней ячейки, в то время как сравнить напряжение соседних проще простого. Нужно думать дальше.

[болгарин]

 

Когда напряжение на седьмой батарее будет 4.2 вольта на остальных может быть НАМНОГО больше, а затем БАБАХ!!!

Как на других то будет больше 4.2 вольта, для чего тогда БМС!? Для чего тогда балансиры? Когда напряжение будет больше порога они просаживать начнут это напряжение сопротивлением с током, на какое рассчитан бмс. Я только не понял, какое сравнение ячеек, 1 с 6 или 7 с 1. О чём Вы? Вроде как обыкновенное измерение напряжения на каждой ячейке без каких либо сравнений происходит, если только с верхним и нижним порогом по напряжению.

[Snaiper]

Я вообще впервые услышал про конденсаторный балансир в модельных зарядках. Во всех что видел резисторные стоят...

[plog90]

Как на других то будет больше 4.2 вольта, для чего тогда БМС!? Для чего тогда балансиры? Когда напряжение будет больше порога они просаживать начнут это напряжение сопротивлением с током, на какое рассчитан бмс. Я только не понял, какое сравнение ячеек, 1 с 6 или 7 с 1. О чём Вы? Вроде как обыкновенное измерение напряжения на каждой ячейке без каких либо сравнений происходит, если только с верхним и нижним порогом по напряжению.

Кажется вы не совсем вникли в суть вопроса. Нет BMS и пока нет нормальных балансиров. Именно балансиры я и пытаюсь изготовить, без применения микроконтроллеров, на распространенных и доступных радиодеталях.

[atatas]

Тема интересная, ко кажется дело застопорилось. Лично мне тоже не понравился балансир на tl431, хоть и грелся не особо сильно. На мой взгляд его сложно настроить, а именно, если он начнет срабатывать при напряжении менее 4.2в на элемент, то зарядное устройство никогда не отключится и вся энергия будет рассеиваться в виде тепля. Если более 4.2в, то какой-то элемент окажется недозаряженным. Особенно это заметно, когда много элементов в батарее. Я эту проблему решил покупкой imaxb6. Но, существование внешнего балансира, не привязянного к опорному напряжениу tl431 было бы не лишним.

Но проблема в том, что сложно сравнить напряжение первой и последней ячейки, в то время как сравнить напряжение соседних проще простого. Нужно думать дальше.

Подкину вам идею: сейчас у вас идет сравнение в одну сторону, а вы сделайте в обе стороны, т.е. первая со второй и вторая с первой ... шестая с седьмой и седьмая с шестой. Как вам и требуется, сравниваются только соседние элементы, но процесс балансировки окончится только когда напряжение на всех элементах будет одинаковое.

На доступных радиодеталях без микроконтроллера вы помучаетесь........  .

[tmiaer]

Лично мне тоже не понравился балансир на tl431, хоть и грелся не особо сильно. На мой взгляд его сложно настроить,

А какой просто настроить? Точность TL431 grade B 0.5% более чем достаточная. Сомневаюсь, что колхоз на туче аналоговой рассыпухи, сравнивающий напряжения, получится сделать точнее. Точность порогов в готовых бмс-ках тоже не космическая, те же полпроцента, редко выше.

а именно, если он начнет срабатывать при напряжении менее 4.2в на элемент, то зарядное устройство никогда не отключится и вся энергия будет рассеиваться в виде тепля.

Пусть греет. При небольшом различии напряжений ток и нагрев тоже будет незначительный. Идеально с точностью до бесконечного знака после запятой в реальной жизни все равно не бывает. Опорник у зарядки в 90% случаев, кстати, тоже TL431. Либо аналогичный по точности.

[plog90]

При небольшом различии напряжений ток и нагрев тоже будет незначительный.

А если у нас "тупой" зарядник, который тупо поддерживает 5а до достижения определенного напряжения на аккумуляторах? Так вот, зарядник и дальше будет честно вкачивать эти 5а. Поверьте, в этом нет ничего хорошего.

P.S. Да нет здесь никакой кучи аналоговой рассыпухи. Почему вы все говорите что это прям так сложно? Думаю, схема будет ненамного сложнее чем с tl431. Обмозгую идею, которую предложил [user]atatas[/user] и выложу.

[plog90]

Думаю как-то так:

Это балансир для 3s lipo, но схему можно расширить для любого количества. По-моему должно работать. Если кто найдет ошибки - прошу сообщить.

P.S. Как я понял lm339 уже работает в режиме Триггера Шмитта и не может находиться в "полуоткрытом" состоянии, Это действительно так или придется добавлять гистерезис?

[licwn]

Коллеги,о сокращении сроков жизни лития при полной зарядке ходят слухи,и не более!

Не правда ваша. Уже писал. У меня много бу батарей от ноутов, которые с годик полежали. Там где напряжение на ячейках низкое - ячейки хорошие. Там где высокое - внутреннее высокое. Вот лежание заряженными к чему привело. И даже с лифером подобные эксперементы о том же самом говорят.

[atatas]

Как я понял lm339 уже работает в режиме Триггера Шмитта и не может находиться в "полуоткрытом" состоянии, Это действительно так или придется добавлять гистерезис?

lm339 - это компаратор, а значит в линейном режиме работать не может.
Мне не совсем понятно, зачем вы продублировали нагрузочные резисторы R4 и R14 резисторами R5 и R15 для верхнего и нижнего элементов. Получается что крайние элементы должны балансироваться быстрее?
Попробуйте собрать схему, навесным монтажем хотя бы для 2-х элементов и посмотрите как она будет себя вести. Если она сможет сбалансировать  два элемента, то сможет сбалансировать любое количество. Протестируйте например на старых ноутбучных батареях под пристальным контролем. Обязятельно выложите результаты - обсудим .

Зря вы написали "баллансир для LiPo", похоже этим можно балансировать любые аккумуляторы без модификации схемы.

[tmiaer]

Зря вы написали "баллансир для LiPo", похоже этим можно балансировать любые аккумуляторы без модификации схемы.

Другие аккумуляторы не разбегаются за пару циклов кто в лес, кто по дрова и им достаточно обычного капельного на пару десятков миллиампер без извратов.

[suso]

Самый простой балансир - соединенные последовательно резисторы одинакового номинала в количестве равном количеству элементов.

[MegaDron]

 Здравствуйте, есть такие решения которые меня выручают "Модуль (mini USB) зарядки литий-ионных аккумуляторов на TP4056 до 1A"-
я бы поставил таких 7 штук и на обычный трансформатор намотал 7 обмоток с выпрямителями. Есть индикаторы, которые покажут кто зарядился, а кто халтурит.

[tmiaer]

[user]suso[/user], этот "балансир" сможет сбалансировать элементы только один и последний раз на уровне в ноль вольт.

[inetchik]

[user]suso[/user], этот "балансир" сможет сбалансировать элементы только один и последний раз на уровне в ноль вольт.

То что надо, всё ровненько получится.

[suso]

[user]suso[/user], этот "балансир" сможет сбалансировать элементы только один и последний раз на уровне в ноль вольт.

Это упрощенно все. Подключайте его к заряжаемой батарее через балансирный разъем только при наличии питающего напряжения. Элементарно но с точки зрения КПД - очень разорительно. Ну и резисторы нужно подобрать с минимальным разбегом.

[plog90]

Мне не совсем понятно, зачем вы продублировали нагрузочные резисторы R4 и R14 резисторами R5 и R15 для верхнего и нижнего элементов. Получается что крайние элементы должны балансироваться быстрее?

Дело в том, что средние ячейки могут нагружаться сопротивлением либо 1R либо 2R "сверху" и "снизу", в зависимость от степени перезаряжености(очень грубое объяснение), в то время как у крайних ячеек "верха" и "низа" уже нет, а значит максимальная нагрузка только 1R. Чтобы это хоть как - то скомпенсировать я и добавил резисторы R5 и R15.

Попробуйте собрать схему, навесным монтажем хотя бы для 2-х элементов и посмотрите как она будет себя вести. Если она сможет сбалансировать  два элемента, то сможет сбалансировать любое количество. Протестируйте например на старых ноутбучных батареях под пристальным контролем. Обязятельно выложите результаты - обсудим .

Да, немного попозже займусь.

Зря вы написали "баллансир для LiPo", похоже этим можно балансировать любые аккумуляторы без модификации схемы.

Сперва нужно убедиться в работоспособности схемы, а вообще так и есть  .

Самый простой балансир - соединенные последовательно резисторы одинакового номинала в количестве равном количеству элементов.

[user]suso[/user], вы совершенно правы, этим действительно можно провести балансировку, вот только кпд такой балансировки .

Здравствуйте, есть такие решения которые меня выручают "Модуль (mini USB) зарядки литий-ионных аккумуляторов на TP4056 до 1A"
я бы поставил таких 7 штук и на обычный трансформатор намотал 7 обмоток с выпрямителями. Есть индикаторы, которые покажут кто зарядился, а кто халтурит.

[user]MegaDron[/user], как вы и сказали, микросхема TP4056 держит зарядный ток в 1а, чего мне явно недостаточно. Кроме того не хотелось бы мотать трансформаторы с большим числом вторичек. Если для 7S lipo это еще выглядит реальным, то скажем от 13S бросает в дрожь. Я пытаюсь собрать более универсальное решение, которое будет работать даже с обычной "тупой" китайской зарядкой.

[MegaDron]

 то скажем от 13S бросает в дрожь.

А зачем вообще городить такой огород из Li-Po? Легче тогда движок перемотать или не парится с этой балансировкой. Например - стартер на 12В крутит же на 1500Вт, а на 8В и в постоянную заработает отдавая где то 500Вт.

"вы совершенно правы, этим действительно можно провести балансировку, вот только кпд такой балансировки" - с чего вы взяли что другие решения не будут этими "резисторами".

А так если основную зарядку сделать общую, а на втором этапе через делители дозарядить теми же TP4056 индивидуально.
А что такого с обмотками? речь идёт о каких то 10-20 витках 0.6-1мм провода на 5В 13 штук - зато индивидуальность зарядки гарантируется и можно заряжать аккумы с меньшим числом последовательных ячеек. Один раз сделал качественно и навечно.

[atatas]

Самый простой балансир - соединенные последовательно резисторы одинакового номинала в количестве равном количеству элементов.

Народ, этим  МОЖНО провести балансировку, и нет здесь ничего фантастического. Чем больше напряжение ячейке, тем больше ток через резистор - чем вам не балансировка? Проблема в том, что резисторы подулючены постоянно, и постоянно жрут ток, отсуда и низкий кпд. Но провести разовую балансировку, скажем для совершенно новых батарей вполне возможно. В процессе заряда напряжение на ячейках действительно сравняется. После окончания зарядки резисторы надо сразу отключить.

А так если основную зарядку сделать общую, а на втором этапе через делители дозарядить теми же TP4056 индивидуально.

По сути, TP4056 это линейный стабилизатор(напряжения/тока) со всеми вытикающеми. Их нельзя просто соеденить последовательно и запитать от общего напряжения. Тут действительно нужен трансформатор с кучей обмоток. Ну и зарядный ток в 1а это действительно маловато.

[yuri]

[user]atatas[/user], для балансировки достаточно, вот только разбег у них большой, до 15-25мв в конце.

[tmiaer]

Народ, этим  МОЖНО провести балансировку, и нет здесь ничего фантастического. Чем больше напряжение ячейке, тем больше ток через резистор - чем вам не балансировка?

Можно, но не нужно. Наглядно: цепляем резисторы по 10 Ом, на части ячеек 4.15В, на части 4.2В. Через резисторы первых течет 415мА, через резисторы вторых 420мА. Фактически ток балансировки 5мА, 415мА улетают в трубу. КПД 1%. Через два дня на ячейках, бывших 4.15, стало 4.17мА. Ток балансировки 3мА, КПД 0.7%, момент окончания балансировки тем временем стремится к бесконечности.

[MegaDron]

[user]atatas[/user], для балансировки достаточно, вот только разбег у них большой, до 15-25мв в конце.

Даже больше 15-25мв, но не стоит забывать что главное - Что бы ячейки просто не заряжались выше 4.2В и этого ДОСТАТОЧНО для безопасной и долгой службы.

[kommunist]

Предлагаю новый вид балансира, лишённого недостатков всех существующих. Нужна профессиональная критика. Имеем два пластиковых диска, один из которых вращается относительно другого на малых оборотах, порядка 100об/мин. На неподвижном диске по радиусу размещена контактная группа балансировочных проводов от всех элементов батареи. То есть, если у нас 30 банок, то, соответственно, 60 контактов на диске. Прошу прощение за грубый рисунок, но суть понятна:


Вращающийся диск (бегунок) тоже оснащён по всему радиусу, но уже подпружиненой контактной группой, где каждая пара контактов, как вы уже явно догадались, шунтируется конденсаторами. Вращение начинается при любом токе (не важно зарядном или разрядном) от (или "в") батареи. Таким образом, исключаем лишний износ контактов. Сверху наш механический балансир закрыт герметичной прозрачной крышкой, дабы мы всегда могли легко контролировать его работу. Если крутится, значит балансировка идёт со 100% надёжностью. Для долговечности же контактов можно и откачать воздух изнутри балансира, либо залить внутрь трансформаторное масло. В случае пробоя какого либо конденсатора расчитываем так, чтобы тут же перегорели просто его ножки, что практически вообще не повлияет на эффективность балансира в целом. Так как перекачивающих конденсаторов у нас ещё 29 по кругу. Таким образом, фактически мы обеспечиваем параллельное соединение всех банок в батарее примерно 70% времени (зависит от соотношения площади контакта и изолятора между ними). Думаю, можно это время довести и до 90%, если будет соответствующая точность изготовления. Скорость вращения бегунка в принципе почти ни на что не влияет, поэтому вполне достаточна и самая минимальная. Балансировочные токи минимальные, соответственно, размер всего балансира вполне может быть в пару спичечных коробков. Особенно если учесть, что балансировка идёт весь период разряда и заряда батареи. Итак, попробуем перечислить все плюсы такого балансира. Самое главное, что это именно БАЛАНСИР, а не просто побаночный отсекатель, как большинство имеющихся в продаже. То есть, такой балансир позволит выкачивать все 100% энергии из батареи, при 100% же КПД. Ну или близко к тому. Ничего в нагрев тут не пойдёт. Он однозначно надёжнее. Скорее всего дешевле. Компактнее. Имеются самые продвинутые электронные ёмкостные балансиры, но они, насколько я понимаю, ещё дороже обычных. И больше. Сложность схемы вряд ли обеспечивает и 100% надёжность таковых. Изначально появилась идея электронного балансира с использованием дополнительной ячейки, аналогичной тем что в общем пакете батареи. То есть, при зарядке отслеживаем вырвавшуюся вперёд по напряжению ячейку и дополнительную ячейку коммутируем к ней в параллель. Когда  вырывается вперёд другая  переключаем на неё. И так далее. При разряде наоборот - отслеживаем отстающие, запараллеливаясь к ним. Переключения автоматические, да хоть несколько раз в секунду. Таким образом и наша дополнительная банка будет участвовать в общей ёмкости, разряжаясь и заряжаясь вместе со всем пакетом. Но, мне кажется, первый вариант с конденсаторами всё таки надёжнее.
Кстати, используя подобный балансир, мы вполне может обеспечить 12 вольтами бортовую сеть вела или мота без всякого DC-DC преобразователя. Просто врезаясь в последовательную цепочку общей батареи, от 4 банок. Главное чтобы неподвижные контакты на балансире от этих 4 банок были не подряд в ряду балансира, а распределены равномерно по кругу. Ну и сам балансир уже нужно делать прилично крупнее, посколько токи он будет перекачивать порядка 1А.

[atatas]

[user]kommunist[/user], Вы предлагаете так называемый конденсаторный балансир и это отличная вещь, но скользящий контакт и постоянно работающий моторчик все портят и сводят на нет все преимущества. Делаите на комплиментарных кмоп транзисторах, вот тогда получится деиствительно надежный и эффективный балансир.

[kommunist]

Согласен, необходимость электродвигателя это минус. С другой стороны, если в итоге балансир выйдет компактнее любого электронного, то не это ли главное? Долговечность? Так если сравнить компьютерные электродвигатели, работающие годами и даже десятилетиями на оборотах 5000об/мин., то разве проблема добиться огромного ресурса на оборотах 100об/мин? Причём, при вращении в масле. Даже несмотря на то, что крутящий момент конечно нужен больше для 60 контактов. Наличие скользящей контактной группы? Ну опять же во первых в масле, а во вторых, при средних токах в 100ма представляете насколько маленькими можно делать такие контакты?
Добавлено 12 Апр. 2017 в 17:06
Кстати, в качестве конденсаторов можно применить маленькие и недорогие ионисторы с номиналом 5,5в. В таком случае скорость вращения можно ещё снизить в несколько раз, поскольку ёмкости ионистора достаточно чтобы отдавать (или принимать) энергию от банки более длительное время.

[i]

Есть такая штука как электроэрозионная резка. Режет метал любой твердости. Там применяется прерывистый контакт под слоем смазки (вода, керосин и пр.).

[kommunist]

Вы предлагаете посредством создания импульсов определённой формы защищать контакты от электроэррозии?

[AZM.SU]

Предлагаю новый вид балансира, лишённого недостатков всех существующих. Нужна профессиональная критика.

Я не профессионал в области балансиров на электродвигателях, Вы уж простите, но моё скромое мнение:
1. Механика это днище. Не дно, а днище, не сливки, а слив.
2. В тепло пойдёт трение, так что не 100% да и много ещё чего в тепло пойдёт.
3. Масло или гексафторид серы или ваккум - рано или поздно вытекут и испачкают всё вокруг. Особенно жидкий вакуум, та ещё гадость - мылом отмыть невозможно в стиралке не отстирывается, растворители не берут, застревает гад между атомами и не выковырять!
Можно сделать на герконах и ворочать магнит, но всё равно - смотрите п.1.
4. Дорого и муторно в изготовлении и ремонте. Уж как-то проще навоять на микросхемках и мосфетах и главное долговечнее и не требует для создания/ремонта токарного/фрезерного станка и главное соблюдения допусков в сотку (0.01мм), хитрых материалов вроде жидкого вакуума.
5. Конденсаторы это не совсем балансировка, это долбёжка по химии (туда-сюда-туда-сюда-ой-вспухлабанка).
6. Не понятно как это всё отнесётся к тряске и ударам.
7. Долговечность двигателей в чёрствых дисках компьютеров обусловлена отсутствием трения, бошка не соприкасается с диском, а парит в потоке набегающего воздуха, подшипники качения в моторе там тоже не абы-какие и самое главное всё это работает хорошо только на больших оборотах, на 100 оборотах быстро станет трупом.
8. 12 вольт с током 1 ампер из любого другого напряжения делаются импульсным преобразователем величиной в 1/4 спичечного коробка с КПД 90%.

[kommunist]

Однако, до сих пор, в качестве электрификации транспорта многие предпочитают щёточные моторы. И не только потому что это дешевле. У щёточных выше надёжность (в связке мотор-контроллёр). Хотя и ресурс щёточного узла конечен, и удельная мощность, КПД пониже. Плюсом к надёжности невероятная стойкость механики к перегрузкам, в отличие от БЛДС контроллёров, где что-то пошло не так и привет... Опять же если сравнить с условиями работы щёточного узла мотора, где бывают СОТНИ ампер, при оборотах в неск. тысяч, со свободным доступом атмосферного воздуха (с пылью и влажностью). И ничего, работает нормально. Электроника безусловное благо, кто ж спорит? Просто всему своё место, мне кажется. Конечно всё мы уже знаем как аксиому что электронные компоненты априори компактнее, эффективнее, надёжнее. Но абсолютно ли во всех случаях это так?  И если на данный момент пока электроника не предлагает по-настоящему лаконичного и эффективного решения балансировки банок, почему бы не рассмотреть не электронные варианты?

[mr.Dream]

[user]kommunist[/user], к перегрузкам, говорите, механика стоякая? Я сжег коллектор киловаттника за время, за которое обмотки ротора не успели даже толком нагреться. Аж ламели отслоились. А бесколлекторник бы еще мог работать кучу времени до перегрева

а чем БЛДЦ контроллеры хуже контроллеров для коллекторника? Управляются теми же полупроводниковыми ключами.
В мощных двигателях используются специальные компенсационные паразитные обмотки статора, чтобы в момент разрыва щетки с ламелей коллектора не было искры. В маломощных - сами видите на фото результат
Механика - днище в данном случае. Делайте уже лучше многоканальную зарядку с одним трансформатором и косичкой-вторичкой, по каждому проводку для своей ячейки)

[kommunist]

На фото явно не результат пиковой перегрузки. А постоянное превышение номинальной нагрузки на данный двигатель. Не путайте понятия. Как раз о меньшей эффективности (и удельной мощности) коллекторника я сразу сказал. Кратковременные многократные превышения, коллекторник переносит лучше. Вернее, хоть и с трудом но переносит, в отличие от БЛДС. 
Сравнивать же контроллёры БЛДС и щёточные нелепо, вторые в разы проще. Тем более, что во многих случаях, использование коллекторника не обязательно подразумевает плавное регулирование, то есть вообще наличия контроллёра.
Многоканальная зарядка точно не есть лаконичное решение, нисколько не лучше привычной балансировки. И главное, не решает проблемы балансировки при РАЗРЯДЕ.

[inetchik]

[user]kommunist[/user], контроллеры для щёточных проще, особенно промышленных ?
Поржал, спасибо.
Есть нормальные бээмэски емкостные, вот одна из них

Спойлер

[kommunist]

Сравните цену и вес безщёточного и щёточного контроллёров одного напряжения и тока, дабы вопросы отпали:
http://kellycontroller.com/khb1240124-120v400aopto-bldc-controllerwith-regen-p-1267.html
http://kellycontroller.com/kdz1240124v-120v400apm-with-regen-p-1027.html
Добавлено 14 Апр. 2017 в 00:39
По ёмкостным бы ссылочку можно? С параметрами и ценами. С удовольствием посмотрю. Возможно и правда появились интересные решения.

[inetchik]

Я хз, где взять ссылку на симметричную бмс от sharp 2012 года выпуска.

[kommunist]

А по поводу дополнительной балансировочной ячейки с электронным управлением вообще нет никаких мыслей? Видит кто минусы? И насколько сложна необходимая для этого схема? Может кто собрать? Повторюсь про важнейший её плюс. Как и в механической БМС эта именно балансирует, то есть переливает энергию из одной ячейки в другую, причём равно как при заряде, так и при разряде, без потери энергии на нагрев.

[kommunist]

Предлагаю новый вид балансира, лишённого недостатков всех существующих. Нужна профессиональная критика.

Я не профессионал в области балансиров на электродвигателях, Вы уж простите, но моё скромое мнение:
1. Механика это днище. Не дно, а днище, не сливки, а слив.
2. В тепло пойдёт трение, так что не 100% да и много ещё чего в тепло пойдёт.
3. Масло или гексафторид серы или ваккум - рано или поздно вытекут и испачкают всё вокруг. Особенно жидкий вакуум, та ещё гадость - мылом отмыть невозможно в стиралке не отстирывается, растворители не берут, застревает гад между атомами и не выковырять!
Можно сделать на герконах и ворочать магнит, но всё равно - смотрите п.1.
4. Дорого и муторно в изготовлении и ремонте. Уж как-то проще навоять на микросхемках и мосфетах и главное долговечнее и не требует для создания/ремонта токарного/фрезерного станка и главное соблюдения допусков в сотку (0.01мм), хитрых материалов вроде жидкого вакуума.
5. Конденсаторы это не совсем балансировка, это долбёжка по химии (туда-сюда-туда-сюда-ой-вспухлабанка).
6. Не понятно как это всё отнесётся к тряске и ударам.
7. Долговечность двигателей в чёрствых дисках компьютеров обусловлена отсутствием трения, бошка не соприкасается с диском, а парит в потоке набегающего воздуха, подшипники качения в моторе там тоже не абы-какие и самое главное всё это работает хорошо только на больших оборотах, на 100 оборотах быстро станет трупом.
8. 12 вольт с током 1 ампер из любого другого напряжения делаются импульсным преобразователем величиной в 1/4 спичечного коробка с КПД 90%.

По пунктам:
1.Голословно. Что значит "днище"? Вы что, на микросхемах ездите? Как ни крути, любой, даже самый продвинутый электротранспорт это на 90% точное изготовление на станках (в лучшем случае 3D-принтерах и то не ответственные детали). Сам БЛДС мотор чистая механика, причём ОЧЕНЬ точно изготовленная. Уж точно на порядок проще технологический процесс изготовления контактной группы для оборотов 100рпм и силы тока 100-200ма, как раз вполне по возможностям 3D-принтера. И зачем в контактах точность в "сотку"? Даже "десятка" уже излишне явно.
2. По выделяемому теплу попробуйте сопоставить нагрев мощного стандартного балансира с неизбежным радиатором и расход электроэнергии мини электродвигателем, вращающемся на скорости 100рпм. Это максимум 1Вт потребной мощности. Так что и тут голословно.
3. Кто сказал что нужно непременно лить сложную химию внутрь балансира. Трансформаторного масла вполне достаточно. И каким же образом оно когда либо вытечет? Там и сальников то не требуется, если и двигатель в том же масле. Да и не так уж и обязательно масло вообще, опять же учитывая микроскопические токи и обороты. Кстати, идея про герконы отличная, спасибо.
4. Если мы рассматриваем самостоятельное изготовление то для 90% (даже среди поклонников электротранспорта) изготовить обычный электронный балансир совершенно непосильная задача, в том числе и для меня А вот механический сможет изготовить почти любой, если руки растут не из...
5. "Долбёжка по химии" это как? Предположим, у нас 5 литий-ионок в параллели. Разрядный ток, стало быть, достигает 50А, зарядный 15А. Но "долбёжкой" при этом является токи в 200ма
6. Вот тут пока преждевременно говорить.
7. А как же тогда на удивление долговечно работают малые шаговые двигатели ( в тех же 3D-принтерах)? Подшипники на воздушном клине либо магнитной подушке имеют место быть, и действительно отлично борятся с износом. Однако, малые обороты это самый проверенный путь гарантированного снижения износа. Достаточно сравнить ресурсы высокооборотных и малооборотных моторов.
8. Зачем вообще дополнительный электронный блок (DC-DC преобразователь) если уже будет балансир, который справится с отбором энергии от части ячеек? С механическим я конечно погорячился чтобы он смог компенсировать подобный отбор, а вот балансир на основе дополнительной ячейки - запросто. И с КПД не 90%, а около 100. Про надёжность получения бортовой электроэнергии непосредственно от банок говорить вообще излишне.

[plog90]

Делаите на комплиментарных кмоп транзисторах, вот тогда получится деиствительно надежный и эффективный балансир.

А по поводу дополнительной балансировочной ячейки с электронным управлением вообще нет никаких мыслей? Видит кто минусы? И насколько сложна необходимая для этого схема? Может кто собрать? Повторюсь про важнейший её плюс. Как и в механической БМС эта именно балансирует, то есть переливает энергию из одной ячейки в другую, причём равно как при заряде, так и при разряде, без потери энергии на нагрев.

Лично я это вижу как-то так:

Но это лишь примерная схема, которая нуждается в доработке. Эдесь нужен электронщик по-лучше.
Что касается вашей идей, [user]kommunist[/user], то просто попробуйте. Возьмите кулер от компа, обломайте лопости, сделайте на текстолите подходящую контактную площадку и приклейте к кулеру. Для пробы, в качестве шеток используйте мягкие графитовые стержни от карандаша и вперед. Тут дел то на несколько часов. Результат потом опишите и сразу станет понятно хорошая это идея или нет.

[kommunist]

Спасибо. Примерно понятно что непросто
А пробовать механический конечно же буду. О результатах отпишусь.

[kommunist]

Делаите на комплиментарных кмоп транзисторах, вот тогда получится деиствительно надежный и эффективный балансир.

А по поводу дополнительной балансировочной ячейки с электронным управлением вообще нет никаких мыслей? Видит кто минусы? И насколько сложна необходимая для этого схема? Может кто собрать? Повторюсь про важнейший её плюс. Как и в механической БМС эта именно балансирует, то есть переливает энергию из одной ячейки в другую, причём равно как при заряде, так и при разряде, без потери энергии на нагрев.

Лично я это вижу как-то так:

Но это лишь примерная схема, которая нуждается в доработке. Эдесь нужен электронщик по-лучше.
Что касается вашей идей, [user]kommunist[/user], то просто попробуйте. Возьмите кулер от компа, обломайте лопости, сделайте на текстолите подходящую контактную площадку и приклейте к кулеру. Для пробы, в качестве шеток используйте мягкие графитовые стержни от карандаша и вперед. Тут дел то на несколько часов. Результат потом опишите и сразу станет понятно хорошая это идея или нет.

И я имел в виду вот это насколько сложно в реализации: "Изначально появилась идея электронного балансира с использованием дополнительной ячейки, аналогичной тем что в общем пакете батареи. То есть, при зарядке отслеживаем вырвавшуюся вперёд по напряжению ячейку и дополнительную ячейку коммутируем к ней в параллель. Когда  вырывается вперёд другая  переключаем на неё. И так далее. При разряде наоборот - отслеживаем отстающие, запараллеливаясь к ним. Переключения автоматические, да хоть несколько раз в секунду. Таким образом и наша дополнительная банка будет участвовать в общей ёмкости, разряжаясь и заряжаясь вместе со всем пакетом."

[TRO]

Если нужна конденсаторная версия для сравнительно небольших токов, то с выравниванием двух соседних ячеек справляется например микросхема ICL7660, стоит сущие копейки (десяток чуть дороже бакса). В ней как раз четыре полевика перелючают внешний конденсатор. Для бОльших токов существуют более мощные (и к сожалению дорогие) подобные аналоги этой микросхемы. Тут на форуме есть темка с более подробным обсуждением, мне сейчас некогда искать где, кому интересно - поищите сами по названию микросхемы.

[AZM.SU]

[user]kommunist[/user], вы просили критику, я написал, даже оговорил, что я не профессионал в области механических балансиров. Расписывать подробности мне не к чему, для меня проще сесть, подумать 1 час, нарисовать схему/печатную плату, и за следующий час напаять на неё деталей, чем думать 2 дня как будет всё собираться, какие части нужны, врубать токарник, брать микрометр, нутрометр и точить, точить...
Механика проста только на первый взгляд.
Вот например:
- как вы сделаете 100 оборотов в минуту?
- как будете вакуум создавать?
- ничего, что почти всё газит, а пластики тем более как сыр, через них вакуум быстро перестанет быть таковым, стеклодувку будете осваивать?
- куда денете трение между контактами и результаты этого трения, опилки контактов?
- из чего контакты будете делать, что бы они не окислялись, платина или иридий? В таких контактах (трение, малые токи) уместен иридий, он у вас есть?
Мне не нужны ответы, они нужны вам.

Ну и наконец про BLDC - они как раз лучше потому, что у них нет трущихся контактов, и за это люди мирятся с тем что коллектор у них вынесен и заменён на микросхемы, ведь обычный коллекторный мотор это BLDC просто со встроенным механическим контроллером. Подумайте над этим.

[TRO]

В принципе идея коллекторного балансира не так плоха как кажется, в качестве стимпанка очень даже пойдет, если конечно не пытатся втиснуть в него космические технологии. Можно купить коллектор на 24 ламели за 1 бакс с копейками, как запчасть к электроинструменту и построить на нем балансир на 12S (на 32 ламели для 16S цена 3$). Конденсаторы взять самые емкие и низковольтные на 6.3в (они так меньше габаритами и ценой) с низким сопротивлением. Дугу коллектор тянуть не будет (мизерная разница напряжений), а значит проходит на порядок больше чем в двигателе.

[kommunist]

Если нужна конденсаторная версия для сравнительно небольших токов, то с выравниванием двух соседних ячеек справляется например микросхема ICL7660, стоит сущие копейки (десяток чуть дороже бакса). В ней как раз четыре полевика перелючают внешний конденсатор. Для бОльших токов существуют более мощные (и к сожалению дорогие) подобные аналоги этой микросхемы. Тут на форуме есть темка с более подробным обсуждением, мне сейчас некогда искать где, кому интересно - поищите сами по названию микросхемы.

А можно ли заставить выравниваться между собой все ячейки с помощью подобных микросхем?

[kommunist]

В принципе идея коллекторного балансира не так плоха как кажется, в качестве стимпанка очень даже пойдет, если конечно не пытатся втиснуть в него космические технологии. Можно купить коллектор на 24 ламели за 1 бакс с копейками, как запчасть к электроинструменту и построить на нем балансир на 12S (на 32 ламели для 16S цена 3$). Конденсаторы взять самые емкие и низковольтные на 6.3в (они так меньше габаритами и ценой) с низким сопротивлением. Дугу коллектор тянуть не будет (мизерная разница напряжений), а значит проходит на порядок больше чем в двигателе.

Идея использовать готовый коллектор от электроинструмента очень интересна! Спасибо.

[plog90]

А можно ли заставить выравниваться между собой все ячейки с помощью подобных микросхем?

Почему бы и нет. Любую батарею можно представить как набор соседних ячеек: 1и2, 2и3, ... n-1,n. Если заставить выравниваться каждую пару ячеек, то в конечном итоге будет выравниваться и вся батарея.

[kommunist]

А можно ли заставить выравниваться между собой все ячейки с помощью подобных микросхем?

Почему бы и нет. Любую батарею можно представить как набор соседних ячеек: 1и2, 2и3, ... n-1,n. Если заставить выравниваться каждую пару ячеек, то в конечном итоге будет выравниваться и вся батарея.

Безусловно отличное решение, но, к сожалению, на самом деле слишком малый ток балансировки у этой микросхемы. Всего 2,5ма. В процессе интенсивного разряда-заряда явно не успеет сбалансировать. Тут подробнее нашёл: http://qrx.narod.ru/bp/bat_v.htm

[MegaDron]

 А действительно пусть щётки перекидывают излишки, я бы и щёток больше поставил чтоб быстрее было.
Можно автоповорот к следующей ячейке сделать при достижении выравнивания по эталону.