Polnjenje Li-Ion

Vse o baterijah, akumulatorjih, napajalnikih, sončnih celicah in drugih generatorjih

Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a satelitko » 09 Jan 2020, 11:22

Eno butasto vprašanje glede "varnega" polnjenja Li-ionskih baterij:

Gre za predelavo Ni-Cd packa v Li-Ion

-Uporabil bom 3x18650, serijsko
-vezal jih bom preko zaščitnega vezja . Zdaj, če prav razumem, to vezje odklopi, ko je dosežena zgornja meja napetosti.
-Namesto obstoječega polnilca bi uporabil switcher 12.6V/1.5A , kar naj bi mi zagotavljalo, da ne bo problema ne z previsoko napetostjo, ne s prevelikim tokom polnjenja.

Vse skupaj se zdi preveč enostavno. Kaj sem spregledal?
satelitko
 
Prispevkov: 456
Pridružen: 18 Jan 2015, 01:26
Kraj: Radovljica
Zahvalil se je: 30 krat
Prejel zahvalo: 58 krat
Uporabnika povabil: S52O
Število neizkoriščenih povabil: 32

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 09 Jan 2020, 11:38

Spregledal si, da omenjen BMS iz povezave nima balansirnega vezja, ima zgolj zaščito pred previsoko in prenizko napetostjo.

BMS, ki nima balansirnega vezja, bo prekinil polnjenje, ko bo katerakoli celica dosegla zgornjo mejo in seveda po drugi strani bo prekinil praznjenje, ko katerakoli celica doseže spodnjo mejo napetosti. Ko sestaviš paket z novimi enakimi celicami, bo kar nekaj ciklov vse v redu, potem se bodo zagotovo počasi in vztrajno pričele težave.

BMS, ki ima poleg zaščite tudi balansirno vezje, je nekoliko večje, lahko pa ima komponente na obeh straneh, da je modul še vedno majhen. Zelo pogosto imajo BMS kontrolerje za zaščito v SOT23-6 ohišju in kontroler za balansiranje prav tako v SOT23-6, lahko pa je balanser narejen tudi s TL431 v SOT23. Balansiranje se običajno začne pri 4,20V ko se vklopijo bremenski upori.

Zaščita pred previsoko napetostjo izklopi šele pri 4,25V, pogosto je to že bolj blizu 4,30V, najpogosteje nekje na območju 4,25-4,29V in po drugi strani izklop pri cca 2,50V.

Seveda lahko balansirno vezje priključiš tudi posebej, ni nujno da je na BMS. Dejansko so preprosti BMS v bistvu narejeni tako, da je združeno zaščitno in balansirno vezje, deluje pa popolnoma neodvisno. Po mojih izkušnjah delujejo zelo dobro, velika pomankljivost pa je, da so napetosti fiksne že v samih kontrolerjih.

Kar se tiče kontrolerjev pri teh malih BMS je tako, da vsak SOT23-6 kontroler je za eno celico.
Tisti kontrolerji, ki imajo veliko pinov, so kontrolerji za več celic, naj bi vsebovali tudi balansirno funkcijo, ampak žal je balansirni tok majhen, zelo majhen.

Balansirni tok, da je uporaben, mora biti procentualno primeren, za pakete tipa 1P do 2P je popolnoma v redu že 50-100mA, kar je več, pa je lahko že vprašanje, tja do 4P ali 5P bi šlo recimo s tokom 100mA... no, o teh zadevah je odprtega še veliko, npr zelo dobro je, če se balansiranje začne že pod 4,00V.
Zadnjič spremenil reber, dne 09 Jan 2020, 11:45, skupaj popravljeno 1 krat.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a mondxxi » 09 Jan 2020, 11:45

Edina "nevarnost", ki se z omenjenim vezjem in slabšimi baterijami lahko naredi, da bo vezje zaradi ene slabe celice prezgodaj izklopilo praznenje in posledično prezgodaj izklopilo polnenje. To rešiš z dodajanjem izenačevalnika-balancerja, ki poravnava celice tako, da tisto celico, ki je prej polna kot ostale, obremeni z nekim tokom in s tem omogoči polnilniku, da do konca napolni še ostale. Recimo nekaj takega: https://www.aliexpress.com/i/32708091030.html
Več glav več ve.
mondxxi
 
Prispevkov: 441
Pridružen: 29 Jan 2015, 11:00
Kraj: Ljubljana
Zahvalil se je: 99 krat
Prejel zahvalo: 127 krat
Uporabnika povabil: Bizgec65
Število neizkoriščenih povabil: 25

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 09 Jan 2020, 12:01

Bom dodal tole še tukaj, kar sem napisal že v eno podobno temo:

Uporabi se en BMS za cel paket.

Vse vzporedno (paralelno, parallel - P) vezane celice se potem upoštevajo kot ena cama celica z veliko kapaciteto.

Zaporedno (serijsko, serial - S) se potem veže željeno število celic...

Pri večjem številu baterij je možnost razbalansiranja večja, zato je potrebno uporabiti BMS s primernim balansirnim vezjem, vezati dodatno balansirno vezje in/ali vezati balansirni priključek.
Balansirni priključek je uporaben za več namenov, še posebej, če so kontakti primerni za tok vsaj 3A.
Preko balansirnega priključka se lahko paket kontrolira, meri se napetosti posameznih celic, priključi se dodatno balansirno vezje, testira celice vsako posebej, priključi voltmeter, ...

Največji paket, ki sem ga do sedaj naredil je 10S8P, skupaj 994Wh, uporabil sem preprost kitajski BMS, ki deluje dobro, seveda sem prej naredil teste. V vse 10S pakete vgrajujem enak model BMS vezja. Pri vseh večjih paketih imam balansirni priključek, da občasno priključim močnejši balanser pri polnjenju ali pa baterijski paket polnim preko balansirnega priključka z 10 neodvisnimi polnilnimi vezji.

V pripravi imam izdelavo paketa 13S50P, mogoče celo 13S60P, v tem primeru bo pristop nekoliko drugačen, vsaka skupina 50 ali 60 baterij, torej vsaka celica, bo imela samostojno enokanalno zaščitno vezje z balansirnim vezjem, zaščita bo potem preprosto vezana zaporedno na glavni stikalni izvršili člen.

Če je baterijski paket močno razbalansiran, naj tok polnjenja ne bo večji kot je zmožnost balansirnega vezja oziroma tok balansiranja, da napetost ne uhaja preko 4,20V. Seveda je lahko balansirno vezje narejeno tudi tako, da balansira že pri nižjih napetostih, torej sproti, v tem primeru je balansirni tok lahko nižji. Zelo dobrodošlo je, da je balansirno vezje povezano s polnilnikom, da v trenutku, ko se začne balansiranje, polnilnik zniža tok polnjenja. Nekaj podobnega imajo priznane znamke, npr Yamaha, ki ima v baterijskem paketu kar veliko "pameti" in pošilja povratno informacijo polnilniku.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a satelitko » 09 Jan 2020, 12:06

Aha, torej gre "balanca" lahko v mojem primeru na celice paralelno zaščiti.

Glede napetosti napajalnika - ali preveč kompliciram s točnimi 12.6V? Če bo vse prav delovalo, bi moralo prebavljati tudi višjo napetost, a ne?
satelitko
 
Prispevkov: 456
Pridružen: 18 Jan 2015, 01:26
Kraj: Radovljica
Zahvalil se je: 30 krat
Prejel zahvalo: 58 krat
Uporabnika povabil: S52O
Število neizkoriščenih povabil: 32

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a forpobi » 09 Jan 2020, 12:15

12,6V bo premalo za 3S. Uporabi višjo napetost in omeji tok. Lahko tudi zgolj z uporom.
forpobi
 
Prispevkov: 1191
Pridružen: 02 Apr 2015, 13:44
Kraj: Ig, Črnuče
Zahvalil se je: 36 krat
Prejel zahvalo: 153 krat
Uporabnika povabil: borisz
Število neizkoriščenih povabil: 27

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 09 Jan 2020, 14:45

Res je, balansirno vezje (tisto iz povezave je v redu) gre vzporedno na celice.

Če imaš 3S paket, to pomeni 4 povezave, če bi imel 4S, bi bilo 5 povezav in tako naprej. Število povezav je enako številu polov balansirnega konektorja ki je n + 1 (n = število celic). V zelo redkih primerih (po mojih izkušnjah) je balansirni konektor n - 1 ker skrajno negativni in skrajno pozitivni priključek ni sta prisotna, saj sta dosegljiva na glavnih močnostnih priključkih.

Maksimalna napetost polnilnika mora biti točno n * 4,20V
za 3S velja 3 * 4,20V = 12,6V
za 4S velja 4 * 4,20V = 16,8V
za 5S velja 5 * 4,20V = 21V

Tako da trditev, da je 12,6V premalo za 3S ne drži. Omejitev toka je obvezna, večinoma pa je za to poskrbljeno že v samem polnilniku že zaradi zaščite samega polnilnika.
Če je napetost polnilnika nižja, se lahko zgodi, da pri nekoliko razbalansiranem paketu ne bodo polne vse celice, tako da se priporoča, da je napetost polnilnika točno taka, kakršna je napetost balansirnega vezja * n, večinoma je to 4,20V

Če so celice zbalansirane, do balansiranja posamezne celice niti ne pride, ker se napetost lepo enakomerno dviguje, dokler na vseh ne doseže 4,20V. Pri polnjenju tok blizu maksimalne napetosti že sam od sebe počasi pada proti minimalni vrednosti, pogosto je to blizu 0A oziroma pade na zgolj nekaj mA toka. Boljši polnilniki se praviloma izklopijo, ko polnilni tok pade pod neko mejo, zato da se napetost celic stabilizira nekje na okoli 4,16V, lahko tudi nekoliko nižje, velja za Li-ion.

Praviloma velja, da je za Li-ion maksimalna polnilna napetost bolj primerna 4,10V, za Li-poly pa 4,20V, ampak če hočeš nabutat celice do konca, jih pač nabutaš na 4,20V, ker je za naprave, ki ne delajo veliko ciklov prav vseeno ali je življenska doba 500 ciklov ali 2000 ciklov.

V primeru inteligentnega balansirnega vezja, ki celice balansira že sproti in že pri napetosti nižji od 4V, je lahko napetost polnilnika nižja ali pa lahko polnjenje prekinemo kadarkoli pa bomo kljub temu imeli celice lepo zbalansirane. Poceni kitajski BMS tega seveda ne omogočajo.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a Protoncek » 05 Feb 2020, 19:28

Ker že nekaj časa ni razprave, si bom dovolil vprašati nekaj mojega:
dobil sem dve LI celici iz powerpacka, in sicer 2x 3.7V, 10 Ah. Vezani sta paralelno, model je 1260110. Elektronika je bila zanič. Zanj sem dobil podatke na netu, kot je recimo standardno polnjenje z 0.2C do 4.2V, potem CV, prekinitev pa ko tok pade pod 0.05C. Ker se z litijem več ali manj ukvarjam prvič raje vprašam, da ne bo pri meni kakšnega novoletnega ognjemeta... a je v tem primeru, ko sta celici vezani paralelno torej prekinitev pri 1A (2x 0.05C)? A bi bilo bolje, da bi jih ločil in vezal preko balancerja (če bi želel imeti 20Ah)?
Uporabniški avatar
Protoncek
 
Prispevkov: 3723
Pridružen: 17 Jan 2015, 21:41
Kraj: Mengeš
Zahvalil se je: 363 krat
Prejel zahvalo: 439 krat
Uporabnika povabil: VolkD
Število neizkoriščenih povabil: 92

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 05 Feb 2020, 20:00

Dve vzporedno vezani celici obravnavaš kot eno bolj veliko celico, v tem primeru 2x večjo po kapaciteti (no, po volumnu in teži tudi, ampak to nima veze).

Glede polnjenja imaš v glavnem prav, pri 10Ah in 0,05C je to 0,5A, pri 20Ah pa 1A.

Če dve celici ločiš in ju vežeš preko balansirnega vezja, ju lahko kvečjemu vežeš zaporedno, lahko ju polniš posebej in napolnjene združiš... brez veze kompliciranje, veži direktno vzporedno, da dobiš eno veliko.

Lahko vežeš tudi več celic (poljubno število) in ni treba da so enake kapacitete.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a Protoncek » 05 Feb 2020, 21:31

Ok, torej praviš, da ni nobene škode pri paralelni vezavi ampak samo pri zaporedni, če bi hotel imeti višjo napetost in “samo” 10Ah. Hvala.
Zanimivo je, da pri 1A že nehaš polnit... 1A se zdi veliko posebej, ker sem vajen nižjih kapacitet...
Tole bo zelo idealno za RPi napajanje :_clap
Uporabniški avatar
Protoncek
 
Prispevkov: 3723
Pridružen: 17 Jan 2015, 21:41
Kraj: Mengeš
Zahvalil se je: 363 krat
Prejel zahvalo: 439 krat
Uporabnika povabil: VolkD
Število neizkoriščenih povabil: 92

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 05 Feb 2020, 22:55

Če imaš le eno celico, balansiranje ni potrebno, ker nimaš kaj balansirat. Takoj ko sta dve zaporedno vezani celici, že rabiš balansiranje, enako velja za tri in več.

Ena sama celica je kakršna pač je in polnjenje lahko prekineš kadarkoli, praznjenje tudi... tudi telefoni imajo eno samo celico... najmanj problemov.

Na biciklu imam za napajanje lučke eno celico, čeprav je lučka narejena za 2S napajanje... ugotovil sem, da čisto lepo dela na 1S napajanje in tudi sveti dovolj. Če bi želel 2S paketek, rabim balanser, tudi za polnjenje bi moral imeti namenski polnilnik. Za 1S baterijski paket ne rabim balanserja, ne rabim posebnega polnilnika, ne rabim zaščite, ker lučka pri 2,5V zanesljivo ne dela več. Polnjenje imam urejeno iz 5V napajalnika, teh je dovolj z micro USB in poceni modulčka s TP4056 ki tudi že ima micro USB vtičnico. Baterije 18650 sem vezal vzporedno, jih povil z lepilnim trakom in papirjem ravno prav, da sem jih stlačil v nosilec sedeža oziroma v sedežno oporo, tam je neizkoriščen prostor v cevi. Pod sedežem imam vtičnico kamor vštekam kabel od lučke ali kabel za polnjenje telefona (vsebuje step-up). Zadevo bom posodobil tako, da bom dodal še eno vtičnico. Trenutno imam samo 2 bateriji vzporedno, prostora je še za 2, mogoče 3 baterije... torej skupaj 4 ali 5. Ko bicikel ni v uporabi, kabel od lučke odklopim, da ni v stand-by, porabe potem ni nič, ker ni nobenega parazita v obliki balanserja, tako lahko baterije stojijo zelo dolgo časa. Torej, če le ni nujno, je boljša 1SxP konfiguracija baterijskega paketa.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a VolkD » 05 Feb 2020, 22:59

Jaz imam pa lučko na 4 celice. V luči so vezane vzporedno.
A lahko polnim vsako posebej ali je nujno polnjenje vseh štirih skupaj ?
Dokler bodo ljudje mislili, da živali ne čutijo bolečine, bodo živali čutile, da ljudje ne mislijowww.S5tech.net
Uporabniški avatar
VolkD
Administratorji strani
 
Prispevkov: 40147
Pridružen: 29 Dec 2014, 20:49
Kraj: Kačiče (Divača)
Zahvalil se je: 8318 krat
Prejel zahvalo: 4880 krat
Uporabnika povabil: Vrtni palček
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 05 Feb 2020, 23:17

Tudi jaz jo imam, verjetno je bolj ali manj enaka, si kazal slike... sveti kot hudir :_bow

Ja, vezane so vzporedno, imam SKYRAY na 8 LED CREE XM-L T6

Baterije lahko polniš vsako posebej, pazi le na to, da bodo napolnjene na enako napetost, ko jih boš vstavil v svetilko. Baterije so lahko različnih kapacitet, sploh ni problema.

Če bodo ene baterije popolnoma polne, ene nekje na pol ali prazne, ne bo v redu, ker bi lahko stekel precej velik tok za izenačevanje... ki bo pri slabih baterija zaradi notranje upornosti majhen, pri zelo dobrih baterijah pa velik, prevelik. Razlika 100mV ne igra vloge, nekaj toka bo sicer steklo, vendar se bodo napetosti takoj izenačile, tok pa v relativno kratkem času ponehal.

Lahko narediš test z ampermetrom, vzemi polno celico in eno prazno in ju preko ampermetra veži vzporedno. Zaradi merilnih vezi bo nekaj upornosti, kar pomeni da bo tok vsaj malce omejen zaradi upornosti vezi. V svetilki so povezave kratke, edina upornost je tista vzmet na minus polu baterij, če bo stekel velik tok, se lahko vzmet celo pregreje, kar pomeni da bo izgubila vzmetne lastnosti...

Vzporedno vezavo baterijskih paketov se lahko prakticira tudi pri elektro biciklih, pogoj za združevanje je enaka napetost, no, čim bolj enaka, oziroma oba paketa napolnjena na polno in seveda morata imeti isto nazivno napetost. To sem pogosto prakticiral in nikoli nobenih težav, seveda so bile tam tudi varovalke, ki bi pocrkale, če bi bil en paket prazen, en pa poln, problem rešen.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a pirpy » 06 Feb 2020, 19:23

Lp
Naredil sem si baterijo za skuter z 10p 26s x 18650 panasonic 2900 mAh celic.
http://evsvet.eu/viewtopic.php?f=20&t=1433
uporabil sem tale bms:
https://www.aliexpress.com/item/4000218 ... b201603_53
je sicer dražji vendar lahko nastaviš, da ti balansira celice pri kateri koli napetosti, tudi ko ne polniš, balansira tako dolgo, da imajo vse enako napetost, potem neha.
Uporabniški avatar
pirpy
 
Prispevkov: 80
Pridružen: 21 Jan 2015, 21:20
Kraj: Topolšica
Zahvalil se je: 9 krat
Prejel zahvalo: 20 krat
Uporabnika povabil: forest70
Število neizkoriščenih povabil: 5

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a satelitko » 21 Feb 2020, 09:01

Malo ste mi nasmetili temo, ampak jaz imam zdaj problem:

Nabavil in povezal sem tale BMS, ki pa mi baterije napolni samo do nekje 16.1V, potem se zadeva ustavi. Polnilni tok je potem samo še par mA (niha, tako da čisto točne vrednosti ne morem ujet), ampak tudi po dobre pol ure napetost ne zraste več.
Napajalnik sem spreminjal od 16.8 do 17.8V, vedno enako.
Kaj bi bilo lahko narobe?
Baterije so nove iz NKON-a.
satelitko
 
Prispevkov: 456
Pridružen: 18 Jan 2015, 01:26
Kraj: Radovljica
Zahvalil se je: 30 krat
Prejel zahvalo: 58 krat
Uporabnika povabil: S52O
Število neizkoriščenih povabil: 32

Re: Polnjenje Li-Ion

OdgovorNapisal/-a reber » 21 Feb 2020, 10:30

Če so vse celice napolnjene na enako napetost, potem je v redu, mogoče še bolje.

Da ti prekine polnjenje že tako zgodaj, obstaja možnost, da je prekinilo zaradi previsoke napetosti ene od celic, tako deluje večina teh BMS, preveri napetosti.
Še ena možnost je, da si dobil en čuden BMS, ki odlopi pri nižji napetosti, lahko je celo v okvari. Brez testiranja lahko le ugibam.
Sporočila sprejemam na e-mail objavljen na www.reber.si
Uporabniški avatar
reber
 
Prispevkov: 1184
Pridružen: 17 Mar 2015, 21:30
Kraj: Bled
Zahvalil se je: 65 krat
Prejel zahvalo: 331 krat
Uporabnika povabil: s54mtb
Število neizkoriščenih povabil: 255


Vrni se na Viri energije

Kdo je na strani

Po forumu brska: 0 registriranih uporabnikov in 1 gost