Доброго дня.
Этой весной я стал счастливым обладателем двух электровелосипедов. Первым был готовый Eltreco XT-600. Второй собрал сам из восстановленного советского Салюта. Немного покатались. Очень скоро выяснилось, что запаса хода 15-20 км (8500 и 10000 Ач LiIon) явно маловато.
Нашел на Али LiFePO4 аккумуляторы на 30 Ач, сравнительно недорого. Купил, собрал, подключил не дорогую BMS 20A.
При первом же заряде выяснилось, что все мои "шоколадки" разные. (тогда я еще не знал, что задешево на Али продаются отбракованные "банки". Нет, не дохлые, просто их параметры выходят из технологических норм. Причем, в обе стороны! И более емкие, и более слабые. Оттуда и такой разбег.).
Процесс зарядки заканчивала BMS по перезаряду самой слабой "банки". Около 42.5 В для 36 В батареи. Вместо 43.8 ограничения зарядника. Следовательно, ни о каком CV речи быть не может.
Встроенная в BMS балансировка очень слабая. Всего 30 мА. И порог ее включения 3.55 В. Когда "банка" уже стремительно летит вверх по напряжению.
Стал смотреть на балансиры.
Пассивные отмел сразу. Либо слабый ток 100-200 мА, либо очень большой нагрев балластного резастора (пожару не хочется).
Выбор - емкостной или полумост с индуктором. В первом случае, конденсаторы поочередно подключаются к ячейкам и переносят заряд. Во втором - каждая пара ячеек нодключается к полумостовому инвертору, нагруженному на дроссель. Дроссель накапливает энергию и перераспределяет ее между соседними ячейками.
Выбрал дроссельную. Вот такую:
ссылка

20201211_164124.jpg (187.99 кБ. 1024x473 - просмотрено 6045 раз.)
Основные параметры:
Ток баланса - 1 А,
Рабочее напряжение ячейки - 2.2 - 4.5 В,
Включение баланса - 100 мВ,
Выключение - 30 мВ.
Выполнен прибор на специализированной ИС ETA-3000 от Eta solutions -
ссылка.
Алгоритм работы достаточно прост. Пока разность напряжений соседних ячеек меньше 100 мВ чип "спит" (~20 мкА. Замерял. Как и обещает производитель.).
Если разность превышает, чип начинает балансировку перекачивая заряд между соседними ячейками. Когда разность становится меньше 30 мВ, схема снова засыпает.
Поскольку, чипы включены между всеми парами ячеек, 1-2, 2-3 итд, заряд должен балансироваться во всей батарее.
Но, выяснилась одна проблема. 100 мВ это очень много! Для LiFePO4 разница 3.45 и 3.55 огромна. А балансир спит.
Так вышло, что 12-я, 11-я и 10-я ячейки были сильно слабее других. А 1-я и 3-я сильнее. Балансир ничего с этим не стал делать. Разница между 12,11,10 и 9 была меньше 100 мВ. Самая плохая была 11-я. 12<11>10>9. Энергию ей деть некуда. Немного побалансировались 1-2,2-3,3-4. Но и все. Заряд выключил BMS при 42.8 В.
Промежуточный итог - на зарядке эффект почти 0.Стал смотреть на чип в документации. Пороги 100 мВ и 30 мВ фиксированные. Их изменить нельзя. Можно менять только значение балансировочного тока 0.1 - 2 А (меняя сопротивление внешнего резистора).
Стал разряжать. 3/4 разрядного цикла балансир спал. Когда напряжение на ячейках начало убывать бодро (<3 В), балансир оживился и начал оживленно ровнять. Напряжение недозаряженных ячеек стало расти, перезаряженных падать. Батарея отстояла на 3 Ач дольше, чем без балансира. Было 25 Ач, стало 28. Разбег, конечно, остался. Но не такой значительный.
Итог. Данный балансир вообще не работает на заряде и показывает среднюю эффективность на разряде. Думаю, во время хранения батареи он способен поддержать сильно саморазрядившиеся ячейки. Поскольку ток потребления 20 мка значительно меньше тока саморазряда (>1 мА), данный балансир можно установить в батарею навсегда.
//Для себя решил начать делать свой балансир на переключающимся конденсаторе. А выбор момента начала балансировки поручить контроллеру. На основании измерения напряжения ячеек. Скоро расскажу, что замышляется и как бодет реализовываться.