avatar_electriq

Низко+высокотоковые 18650 в одной сборке

Автор electriq, 02 Июль 2017 в 16:10

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

electriq

Можно как-то скомбинировать в сборке 18650 низкотоковые (ноутбучные) и высокотоковые элементы, например добавить к 2P высокотоковых 1P низкотоковых? как будет себя вести батарея в целом?




tmiaer

#1
Между параллельными элементами ток будет распределяться согласно их внутреннему сопротивлению. Очевидно, с высокотоковых будет сниматься больше, они разрядятся на больший процент, потом при отключении нагрузки ток начнет перетекать из низкотоковых в высокотоковые, подзаряжая их до тех пор, пока эдс не выровняются. Но это в режиме периодической нагрузки. Если нагрузка будет постоянная, то спустя какое-то время распределение токов будет зависеть уже от соотношения емкостей элементов и формы их разрядных кривых. Надо учитывать этот момент.

electriq

Примерно так и думал, в теории при высокой нагрузке будут работать высокотоковые, без нагрузки (остановка, движение под горку) из низкотоковых что-то должно перетекать.

Был у кого-то реальный опыт таких сборок?


алабам

Причем тут величина нагрузки?
Ток из каждого элемента обратно пропорционален его вн. сопротивлению.
И это будет при любой величине нагрузки.
Киев, полный привод, Поларис 500вт +Кроха 3 кВт ,Хедвей 19s2p

dimad63

в ктм так сделано 80с 4р  2 соньки 2600 и 2 саньё 3500

volodiaa

#5
Батарея будет больше отдавать ток из за дополнительных в параллели.
желательно что бы ячейки были одинаково по ампер часам, а то одни сядут, а в других ещё будет энергия-которая будет перетекать, в слабые .
при большой нагрузке высокотоковые отдадут энергию, а когда из низкотоковых будет перетекать возможен нагрев. в абратном направлении тоже нагрев слабых.
Считаю что эта затея не очень хорошая. конечно эффект будет заметен в конце, когда батарея садится. в конечном итоге возможен выход из строя слабых, ну не совсем выход, а потеря их емкости.

tmiaer

#6
[user]алабам[/user], нет. Распределение токов зависит от сопротивления, емкости, текущего уровня заряда и формы разрядной кривой.

При кратковременной нагрузке уровень заряда не успевает сильно измениться, поэтому для упрощения можно считать, что зависимость проявляется только от внутреннего сопротивления. Но для соблюдения этого правила между периодами нагрузки должны быть периоды отдыха, в течение которых будет восполняться заряд высокотоковых и выравниваться эдс всех банок параллели.

При долговременной постоянной нагрузке из-за перекоса токов в сторону высокотоковых элементов они, очевидно, вначале отдадут больший заряд и у них станет меньше эдс. Это приведет к тому, что снимаемый с них ток постепенно будет уменьшаться и увеличиваться с высокотоковых, до тех пор, пока соотношения токов не станут пропорциональны емкости с поправкой на кривую.

acyd

Под нагрузкой работать будут в основном высокотоковые банки, а без нагрузки ток медленно потечет из слаботочных в сильноточные.
У меня была такая батарея, у нее эффект как у свинца: Можно разрядить до отсечки, потом батарея постоит пару часов и у нее подрастает напряжение(довольно значительно), можно снова ехать. Надо рассчитывать, чтоб емкости сильноточных хватало на поездку с запасом.

tmiaer

[user]acyd[/user], Я ездил на запараллеленном фосфате 16S с NMC 14S. Забавные метамарфозы тока там были в течение разрядки.

Такую батарею надо рассчитывать исходя из того, что большая часть должна быть слаботочной и способной обеспечивать продолжительную мощность, равную средней потребляемой. Малоемкий пак сильноточных должен покрывать пиковые нагрузки, которые никогда на этом конфиге не бывают продолжительными.


volodiaa

ЦитироватьТакую батарею надо рассчитывать исходя из того, что большая часть должна быть слаботочной и способной обеспечивать продолжительную мощность, равную средней потребляемой. Малоемкий пак сильноточных должен покрывать пиковые нагрузки, которые никогда на этом конфиге не бывают продолжительными.
полностью согласен, просто выразить не смог.

electriq

Цитата: acyd от 02 Июль 2017 в 20:15
Под нагрузкой работать будут в основном высокотоковые банки, а без нагрузки ток медленно потечет из слаботочных в сильноточные.


Все действительно зависит от режима работы, в моем случае это самокат, короткие городские поездки, доехал до метро, 15 минут на метро, потом дальше.  Во время перерыва что-то успеет перебежать, низкотоковые порядка 1С умеют отдавать без нагрева.

crond

    В параллели 7 samsung20p и 4 panasonic18650B, пиковые токи со сборки 35а, езжу с февраля 2013 (20тыс км), потеря ёмкости такой сборки 5%. Думаю у меня просто сверхщадящие нагрузки, потому что пиковые токи по даташитам 154а с самсунгов и  27.2а с панасоников.
  Если токи вашего самоката в 2 раза меньше, то и пропорции самсунгов-панасоников я бы уменьшил в 2 раза: если округлить - то 4самс+2панас можно и 3+2, но я ненавижу даташитные максимумы "С" и "t°" даже для одного элемента, а в сборе они нагреваются сильнее.

Demyd

#12
Цитата: crond от 03 Июль 2017 в 02:02
    В параллели 7 samsung20p и 4 panasonic18650B, пиковые токи со сборки 35а, езжу с февраля 2013 (20тыс км), потеря ёмкости такой сборки 5%.
Думаю, что за 4 года просто от хранения должна как минимум четверть ёмкости потеряться  :pardon:
А по теме скажу, что такая батарея должна рассчитываться по импедансу низкотоковой части, и потом уже добавлять  высокотоковые элементы исходя из максимальных токов мотора
Giant Allrounder 29", мк Электра 500Вт 2010г, LiFePo4 48В 12,5ач Codd Power
Cannondale KillerV H400 28", Q100, Li-ion LG18650C2 37B 11ач 10S4P

electriq

Цитата: Demyd от 03 Июль 2017 в 13:23

А по теме скажу, что такая батарея должна рассчитываться по импедансу низкотоковой части, и потом уже добавлять  высокотоковые элементы исходя из максимальных токов мотора

У меня задача как раз обратная, есть сборка 10S2P, мотор кушает 15-17A, хочу к ней добросить еще 1-2P из низкотоковых для увеличения общей емкости.

crond

Цитата: Demyd от 03 Июль 2017 в 13:23
Думаю, что за 4 года просто от хранения должна как минимум четверть ёмкости потеряться  :pardon:
Храню в прохладе, зимой при минусах на балконе, заряжаю перед поездкой, напруга не больше 4.1 в/яч, ниже 3.5v но выше 3.4 разряжал 2 раза. ЧЯДНТ?
    Конечно надо  как вы поставить 3штуки в параллель, раскалять их до 40-60, постоянно кипятить балансируя, разряжать в минимум, заряжать с нагревом по даташиту - мах током, такой эксплуатацией не то что 300 циклов и на утилизацию, так и 150 не выжать.

Demyd

Цитата: electriq от 03 Июль 2017 в 16:47
У меня задача как раз обратная, есть сборка 10S2P, мотор кушает 15-17A, хочу к ней добросить еще 1-2P из низкотоковых для увеличения общей емкости.
в такой конфигурации низкотоковые могут не успевать разряжаться, т.е. наступит момент, когда при токе 15-17А на аккуме будет ниже 3В на ячейку, при этом на высокотоковом будет маленькое падение с почти разряженного состояния, а с низкотокового более полувольта с ещё 30-50% заряда
Giant Allrounder 29", мк Электра 500Вт 2010г, LiFePo4 48В 12,5ач Codd Power
Cannondale KillerV H400 28", Q100, Li-ion LG18650C2 37B 11ач 10S4P

volk0001

Коллеги, а что с технической стороной вопроса, куда ставить слаботоковые банки? Предположим, у нас есть батарея 16s2p. Токовые банки ставим в первую параллель а слабые во вторую, или, скажем, токовые на последние ячейки, а слабые на первые?
Моноколесо не игрушка, а всесезонное утилитарное средство передвижения.

Люблю Собянина. И жену Собянина. И маму Собянина. Желаю этим замечательным людям всяческого удовлетворения от Собянинской тротуарной плитки.

Demyd

Цитата: crond от 03 Июль 2017 в 16:56
Храню в прохладе, зимой при минусах на балконе, заряжаю перед поездкой, напруга не больше 4.1 в/яч, ниже 3.5v но выше 3.4 разряжал 2 раза. ЧЯДНТ?   
литий теряет ёмкость просто от хранения, по паспорту 20-25% за 3 года, как бы Вы не старались :exactly:
Цитата: crond от 03 Июль 2017 в 16:56
    Конечно надо  как вы поставить 3штуки в параллель, раскалять их до 40-60, постоянно кипятить балансируя, разряжать в минимум, заряжать с нагревом по даташиту - мах током, такой эксплуатацией не то что 300 циклов и на утилизацию, так и 150 не выжать.
я уже 4 в параллель поставил, т.к. не выезжал всю ёмкость из-за падения на элементах.
Это не основной вел и катаюсь я на нём 25-30 циклов в год, то батарея больше стареет от времени, чем от эксплуатации, поэтому не ставлю много в паралель, чтобы не выбрасывать деньги на ветер ;-)

Добавлено 03 Июль 2017 в 17:16

Цитата: volk0001 от 03 Июль 2017 в 17:05
Коллеги, а что с технической стороной вопроса, куда ставить слаботоковые банки? Предположим, у нас есть батарея 16s2p. Токовые банки ставим в первую параллель а слабые во вторую, или, скажем, токовые на последние ячейки, а слабые на первые?
что значит первая параллель и вторая?
все ячейки, которые 2р должны быть идентичны, как по ёмкости так и по импедансу и добавлять в них нужно тоже строго одинаково
Giant Allrounder 29", мк Электра 500Вт 2010г, LiFePo4 48В 12,5ач Codd Power
Cannondale KillerV H400 28", Q100, Li-ion LG18650C2 37B 11ач 10S4P

crond

Цитата: Demyd от 03 Июль 2017 в 17:12
литий теряет ёмкость просто от хранения, по паспорту 20-25% за 3 года, как бы Вы не старались :exactly:
в паспорте, точнее в datasheet указывают предпродажные сроки хранения, а не срок хранения вообще.




Чем выше температура хранения тем быстрее нужно успеть продать, потому что саморазряд  может разрядить банку ниже заводского лимита, у самсунга 20R лимитировано напряжение хранения от 3.690 до 3.600

Demyd

на счёт продать не знаю, а вот, что исходя из представленной Вами таблички, за 4 года ёмкость батареи упадёт от хранения (по верхней строчке) примерно на четверть
Giant Allrounder 29", мк Электра 500Вт 2010г, LiFePo4 48В 12,5ач Codd Power
Cannondale KillerV H400 28", Q100, Li-ion LG18650C2 37B 11ач 10S4P

tmiaer

[user]volk0001[/user],

Если хочется собрать одной батареей, то так. В каждой параллели должен быть одинаковый набор банок. Либо просто две отдельные батареи.

electriq

Цитата: tmiaer от 03 Июль 2017 в 20:15

Если хочется собрать одной батареей, то так. В каждой параллели должен быть одинаковый набор банок. Либо просто две отдельные батареи.

Именно так и планировал.

Morr_A

[user]Demyd[/user], почитывал я разные темы, в целях личного просвещения и прочитал вот это:
Цитата: Demyd от 03 Июль 2017 в 13:23Думаю, что за 4 года просто от хранения должна как минимум четверть ёмкости потеряться   
С чем не могу согласится. Деградация это химическая реакция, а для химических реакций существует правило Вант-Гоффа, что при изменении температуры на 10 градусов, скорость химических реакций соответственно меняется в 2 - 4 раза. Ещё есть нюанс, чем сложнее химия, тем сильнее на неё влияет изменение температуры. Не думаю, что в банках химия самая простейшая. Так что деградация прямо зависит от температуры хранения. Если 6 месяцев в году у человека батарея лежит на балконе, при температуре 0 -10, то деградирует она раз в 10 медленней чем лежащая дома при +20. Дома пара - тройка недель или на балконе полгода, деградирует одинаково. Соответственно если перегрев, во время покатушек, ресурс стремительно теряется.
А теперь по теме. Это интересный вариант ставить в качестве "буферов" высокотоковые банки с небольшой ёмкостью и хорошей живучестью. Вероятно дохнуть они будут быстрее, ввиду множественных циклов подзарядов, но их количество нужно небольшое, - обеспечить кратковременный пиковый ток мотора и ёмкость достаточную для рывка(например заезд в крутую горочку). Для любителей валить на всю это явно не подойдёт, а вот для дальних туристических пробегов наверное.

chug

[user]tmiaer[/user],
Цитата: tmiaer от 03 Июль 2017 в 20:15Если хочется собрать одной батареей, то так. В каждой параллели должен быть одинаковый набор банок
Объясните "на пальцах" плиз, почему так??
Параллель проще добавить, и я готов собрать только потому что вы так считаете.
Но какова физика процесса? Торможу, не могу понять.
Если ставить высокоток на крайние ряды, они подзаряжаться не смогут? А в параллелях подзарядка от соседей в ряду будет?

Morr_A

[user]chug[/user], да просто же. Общая ёмкость батареи(в амперчасах) будет равна ёмкости меньшей параллели. Просто по тому, что BMS отключит всю сборку по напряжению. По этому характеристики всех параллелей должны быть максимально близкими.

chug

Так предполагается ёмкость 2600mAh будет одинакова, что у высокотока, что у штата-Samsung ICR18650-26J
Высокоток - Sony Konion US18650VTC5 2600mAh - 30A
Или с учётом снижения ёмкости 26J - Samsung INR18650-25R 2500mAh - 20A

Morr_A

[user]chug[/user], он вероятно имел ввиду "одинаковый набор" это не одинаковые элементы, а одинаковое количество разных элементов в каждой параллели. Т.е. параллель из 4 элементов может состоять из 2 сонек и 2 самсук, и все параллели аналогично. Ну или например из 6 элементов 4 самсуки и 2 соньки и все остальные так же.

chug

#27
"Одинаковый набор чёрные + синие красные у [b-b]tmiaer[/b-b] в ряду.
И это вопросов не вызывает, ясно из общих соображений.
А в параллели (правая вертикаль на рис) все одинаковые красные.
Мой вопрос в другом, почему высокоток в вертикальном ряду, а не в верхнем и нижнем горизонтальном ряде.
(Т.е.  у краёв батареи, у "+" и "-" ряд только из высокотока.)

Morr_A

#28
Цитата: chug от 31 Май 2018 в 15:18А в параллели (правая вертикаль на рис) все одинаковые красные.
Мой вопрос в другом, почему высокоток в вертикальном ряду, а не в верхнем и нижнем горизонтальном ряде.
Параллель это не вертикаль! Это горизонталь. Вертикаль это послед. Это основы электротехники, параллельное подключение это когда ток протекает параллельно через элементы, а последовательное подключение это когда ток протекает по ряду элементов схемы друг за другом. В этом и непонимание.

chug

Элементы в "ряду" относительно "ряда" соединены параллельно.
Элементы в "вертикали" относительно "вертикали" соединены последовательно.
Совокупность последовательно соединённых элементов "вертикали" относительно батареи, - образуют параллель с соседними "вертикалями" - параллелями.
14S5P - 14-ть "рядов" - 14х4,2v=58.8v,
5-ть "вертикалей" - "P"- параллелей дают пятикратную ёмкость относительно отдельного элемента - 2.6Ah х 5 = 13Ah.
Я в теме :-), но от темы мы отвлеклись...
Почему в каждой параллели а не в оконечных рядах, должен быть одинаковый набор банок?

Morr_A

Цитата: chug от 31 Май 2018 в 17:33Совокупность последовательно соединённых элементов "вертикали" относительно батареи, - образуют параллель с соседними "вертикалями" - параллелями.
А вот это ни значит ничего. Более того, темин параллель для последовательных элементов в корне неверный. По тому, что соединенные паралельно элементы для последовательной схемы есть один элемент. И рассматривать ряд последовательных элементов в отдельности от их параллельных групп совершенно бессмысленно. Причина этого в том, о чем я писал выше.

chug

#31
Ну что ж, посмотрим-подождём что скажут старожилы, если скажут...
P.S. Кстати, а что мешает рассматривать последовательно соединённые элементы для параллельной схемы как один высоковольтный элемент?
На правоту не претендую, если что, мне понять надо. Всегда учился на понимание, а не зубрил.

MaxWin

[user]chug[/user], при последовательном соединении нескольких источников с различными ЭДС сила тока определяется отношением суммы ЭДС всех источников тока к полному сопротивлению всей цепи, а продолжительность работы определяется самым худшим участком цепи. Когда он будет терять емкость его внутренне сопротивление будет расти и ток во всей цепи будет падать.
То есть не имеет никакого смысла ставить последовательно хорошие и плохие элементы, цепь будет ограничена самым худшим элементом в цепи.

chug

Эдс, - это сложно к пониманию...
"ЭДС источника тока равна разности потенциалов между его клеммами в состоянии, когда источник отключён от цепи" похоже на напряжение батареи.
Я имею такие данные:
Цитата: илс от 16 Янв. 2012 в 00:25наиболее сильные (по емкости и вн. сопротивлению) ставьте к полюсам батареи, а слабые в середку
Цитата: илс от 16 Янв. 2012 в 11:39быстрее деградируют ячейки, которые находятся ближе к полюсам. Высказывались разные версии этого явления, в том числе та, что при бросках тока от нуля до макс (при разгоне и рекуперации), плотность тока  в крайних ячейках несколько выше, чем в центральных
Справедливы ли ваши выкладки с учётом этих данных, и то что "худший" участок цепи это 86% батареи и состоит из 12S 7х26J например, и у полюсов ряд VTC5 например?
Т.е в случае, когда "самым худшим участком цепи" это практически вся батарея.
P.S. Я представляю простым языком элементы батареи как пружинки с разной упругостью, ниже у токовых, выше у низкотоковых.
При приложении нагрузки в первую очередь демпфируют токовые и частично поджимаются остальные.
В случае с токовой параллелью, ток батареи пойдёт большей частью через неё и их токоотдача должна быть на это рассчитана - это правильно?
Т.е. при 30а контроллере, добавлять надо минимум VTC5, с их 30а мах ?


MaxWin

Цитата: chug от 02 Июнь 2018 в 15:03
Справедливы ли ваши выкладки с учётом этих данных, и то что "худший" участок цепи это 86% батареи и состоит из 12S 7х26J например, и у полюсов ряд VTC5 например?
Они не мои. :) Это одно из правил Киргофа, как и закона Ома. И согласно этим законам абсолютно не имеет значение, где будет установлен высокотовый элемент в последовательной цепи. По краям или в середине, это никак не повлияет на силу тока всей цепи.
Цитата: chug от 02 Июнь 2018 в 15:03
Т.е в случае, когда "самым худшим участком цепи" это практически вся батарея.
Именно так. И в ней самый худший элемент.

Здесь можно посмотреть.

chug

#35
Есть практическая задача добавить второй мотор в Dualtron 2S.
Хочется "усилить" батарею. Курение форума говорит, что нужна одинаковая химия, видимо те самые пресловутые разрядные кривые.
В dualtrone 2S стоит SOULISR18650 SINCPOWER SAMSUNG XINCHI 2600мАч 16S7P и 27А контроллер.
Долго 2С, пиково 3С.
http://datasheetspdf.com/pdf-down/X/C/-/XC-ISR18650-2.6Ah-Xinchi.pdf
Судя по всему ISR это ICR - LCO  Литий - Кобальт.
Можно добавить в параллель 8-мым элементом Sony Konion US18650VTC5 2600mAh - 30A, с химией INR - Литий марганец никель - LiNiMnCoO2 ?
Токосъём 36А с двух МК, по городу.
Сильно это плохая идея или допустимо?






MaxWin

Цитата: chug от 29 Июнь 2018 в 15:30
Сильно это плохая идея или допустимо?
Можно конечно предположить с вероятностью 50/50.  А на самом деле идею надо проверять на примере полностью собранной одной ячейки (P).  Сопротивление даже на одинаковых элементах разбегается от партии к партии, а уж со временем так и подавно.
Я бы сделал так, собрал одну предполагаемую ячейку и посмотрел, что будет под нагрузкой.
Можно взять простенький USB ампервольметр, нагрузить ячейку номиналом и построить разрядные кривые всех элементов одной ячейки.
В идеале параллельно видеть все кривые элементов на одном графике, но можно ограничится и замерами элементов, через промежутки времени. По сути работы на один день.