Ibland finns det behov av att ladda ett Li-Ion-batteri, bestående av flera celler kopplade i serie. Till skillnad från Ni-Cd-batterier, för Li-Ion batterier Det behövs ett ytterligare kontrollsystem som kommer att övervaka enhetligheten i deras avgifter. Laddning utan ett sådant system kommer förr eller senare att skada battericellerna, och hela batteriet blir ineffektivt och till och med farligt.

Balansering är ett laddningsläge som övervakar spänningen för varje enskild cell i batteriet och inte tillåter att spänningen på dem överstiger en inställd nivå. Om en av cellerna laddas före resten tar balanseraren överskottsenergi och omvandlar den till värme, vilket förhindrar att laddningsspänningen för en viss cell överskrids.

För Ni-Cd-batterier finns det inget behov av ett sådant system, eftersom varje battericell slutar ta emot energi när dess spänning uppnås. Ett tecken på Ni-Cd-laddning är en ökning av spänningen till ett visst värde, följt av en minskning av den med flera tiotals mV och en ökning av temperaturen, eftersom överskottsenergi omvandlas till värme.

Ni-Cd måste laddas ur helt innan laddning, annars uppstår en minneseffekt, vilket kommer att leda till en märkbar minskning av kapaciteten, och den kan endast återställas efter några fulla laddnings-/urladdningscykler.

Med Li-Ion-batterier är det tvärtom. Urladdning till för låga spänningar orsakar försämring och irreversibel skada med en ökning av det inre motståndet och en minskning av kapacitansen. Att ladda en hel cykel kommer också att slita ut batteriet snabbare än att ladda det. Li-Ion-batteriet visar inga laddningssymptom som Ni-Cd gör, så laddaren kan inte upptäcka när den är fulladdad.

Li-Ion laddas vanligtvis enligt CC / CV-metoden, det vill säga i det första laddningsskedet, D.C., till exempel 0,5 C (hälften av kapaciteten: så för ett batteri med en kapacitet på 2000 mAh blir laddningsströmmen 1000 mA). Vidare, när den slutliga spänningen, som tillhandahålls av tillverkaren (till exempel 4,2 V), fortsätter laddningen med en stabil spänning. Och när laddningsströmmen sjunker till 10..30mA kan batteriet anses laddat.

Om vi ​​har ett batteri med ackumulatorer (flera batterier kopplade i serie), laddar vi som regel endast genom terminalerna i båda ändarna av hela paketet. Samtidigt har vi inget sätt att kontrollera avgiftsnivån för enskilda länkar.

Det är möjligt att det blir så att ett av elementen kommer att ha ett högre inre motstånd eller en något lägre kapacitet (som ett resultat av batterislitage), och det kommer att nå en laddningsspänning på 4,2 V snabbare än resten, medan resten kommer bara att ha 4,1 B, och hela batteriet kommer inte att visa full laddning.

När batterispänningen når laddningsspänningen kan den svaga cellen laddas till 4,3 V eller mer. Med varje sådan cykel kommer ett sådant element att slitas ut mer och mer, vilket försämrar dess parametrar, tills detta leder till fel på hela batteriet. Dessutom är de kemiska processerna i Li-Ion instabila och när laddningsspänningen överskrids stiger batteritemperaturen avsevärt, vilket kan leda till självantändning.

Enkel balanserare för li-ion-batterier

Vad ska då göras? I teorin är det enklaste sättet att använda en zenerdiod parallellkopplad med varje battericell. När genombrottsspänningen för zenerdioden uppnås kommer den att börja leda ström, vilket inte tillåter spänningen att stiga. Tyvärr är en 4,2V zenerdiod inte lätt att hitta, och 4,3V blir redan för mycket.

Vägen ut ur denna situation kan vara att använda en populär. Sant, i det här fallet bör belastningsströmmen inte överstiga mer än 100 mA, vilket är mycket litet för laddning. Därför måste strömmen förstärkas med en transistor. Denna krets, parallellkopplad med varje cell, kommer att skydda den från överladdning.

Detta är något modifierat typiskt schema anslutning TL431, i databladet finns den under namnet "hi-current shunt regulator" (högströmshuntregulator).

Nuförtiden blir litiumbatterier mer och mer populära. Speciellt fingertyp 18650 , vid 3,7 V 3000 mA. Jag tvivlar inte på att om ytterligare 3-5 år kommer de att helt ersätta nickel-kadmium. Sanningen förblir en öppen fråga om deras laddning. Om allt är klart med gamla batterier - samla dem i ett batteri och genom ett motstånd till någon lämplig strömkälla, då fungerar inte det här tricket. Men hur laddar man då flera stycken samtidigt utan att använda dyra märkesbalansladdare?

Teori

För seriekoppling av batterier, vanligtvis positiva elektrisk krets anslut pluspolen på den första batteriserieanslutningen. Den positiva polen på det andra batteriet är ansluten till dess negativa pol, etc. Minuspolen på det sista batteriet är ansluten till enhetens minus. Det resulterande batteriet i serie har samma kapacitet som ett enda batteri, och spänningen för ett sådant batteri är lika med summan av spänningarna för de batterier som ingår i det. Det betyder att om batterierna har samma spänning så är batterispänningen lika med spänningen för ett batteri multiplicerat med antalet batterier i batteriet.

Energin som lagras i batteriet är lika med summan av energierna för enskilda batterier (produkten av energierna från enskilda batterier, om batterierna är lika), oavsett om batterierna är parallellkopplade eller i serie.

Du kan inte bara ansluta litiumjonbatterier till strömförsörjningsenheten - du måste utjämna laddningsströmmarna på varje element (bank). Balansering utförs vid laddning av batteriet, när det finns mycket energi och det inte kan sparas mycket och därför, utan några speciella förluster, kan du använda den passiva avledningen av "överskotts" elektricitet.

Nickel-kadmium-batterier kräver inga ytterligare system, eftersom varje länk, när dess maximala laddningsspänning uppnås, slutar ta emot energi. Tecken på en full laddning av Ni-Cd är en ökning av spänningen till ett visst värde, och sedan dess fall med flera tiotals millivolt, och en ökning av temperaturen - så att överskottsenergi omedelbart omvandlas till värme.

Det motsatta är sant för litiumbatterier. Urladdning till låga spänningar orsakar kemisk nedbrytning och irreversibel skada på cellen, med en ökning av det inre motståndet. I allmänhet är de inte skyddade från överladdning, och mycket överskottsenergi kan slösas bort, vilket drastiskt minskar deras livslängd.

Om vi ​​kopplar ihop flera litiumceller i rad och matar dem genom klämmorna i båda ändarna av blocket, då kan vi inte kontrollera laddningen av de enskilda cellerna. Det räcker att en av dem kommer att ha ett något högre motstånd eller något lägre kapacitans, och denna länk kommer att nå laddningsspänningen på 4,2 V mycket snabbare, medan resten fortfarande kommer att ha 4,1 V. Och när spänningen i hela paketet når laddningsspänning kan det visa sig att dessa svaga länkar är laddade till 4,3 Volt eller ännu mer. Med varje sådan cykel kommer parametrarna att försämras. Dessutom är Li-Ion instabil och kan, om den överbelastas, nå höga temperaturer och därför explodera.

Oftast placeras en enhet som kallas "balanserare" vid utgången av laddningsspänningskällan. Den enklaste typen av balanserare är en spänningsbegränsare. Det är en komparator som jämför spänningen på Li-Ion-banken med ett tröskelvärde på 4,20 V. När detta värde uppnås öppnas en kraftfull switch-transistor som är parallellkopplad med elementet något, som passerar det mesta av laddningsströmmen. genom sig själv och omvandlar energi till värme. I det här fallet tar banken själv emot en extremt liten del av strömmen, vilket i praktiken stoppar laddningen, vilket gör att de närliggande kan laddas om. Utjämningen av spänningarna på battericellerna med en sådan balanserare sker först i slutet av laddningen när cellerna når tröskelvärdet.

Förenklat balansdiagram för batteri

Här är ett förenklat schema över den TL431-baserade strömbalanseraren. Motstånden R1 och R2 ställer in spänningen till 4,20 volt, eller andra kan väljas beroende på typ av batteri. Referensspänningen för regulatorn tas bort från transistorn, och redan vid 4,20 V-gränsen kommer systemet att börja öppna transistorn för att förhindra att den specificerade spänningen överskrids. Den minsta spänningsökningen kommer att orsaka en mycket snabb ökning av transistorströmmen. Under testerna, redan vid 4,22 V (över 20 mV), var strömmen mer än 1 A.

I princip är alla PNP-transistorer som arbetar i det spännings- och strömintervall som intresserar oss lämplig här. Om batterierna behöver laddas med 500mA. Beräkningen av dess effekt är enkel: 4,20 V x 0,5 A = 2,1 V, och transistorn måste förlora så mycket att den förmodligen kommer att kräva lite kylning. För laddningsström 1 A eller mer ökar respektive effektförlusten och det blir svårare och svårare att bli av med värmen. Under testet testades flera olika transistorer, i synnerhet BD244C, 2N6491 och A1535A – alla beter sig likadant.

Spänningsdelaren R1 och R2 bör väljas så att den önskade begränsningsspänningen erhålls. För enkelhetens skull kommer här några värden, efter att ha ansökt, får vi följande resultat:

• R1 + R2 = Vo
• 22K + 33K = 4,166V
• 15K + 22K = 4,204V
• 47K + 68K = 4,227V
• 27K + 39K = 4,230V
• 39K + 56K = 4,241V
• 33K + 47K = 4,255V

Detta är en analog av en kraftfull zenerdiod laddad på en lågresistansbelastning, vars roll här spelas av dioderna D2 ... D5. D1 mikrokrets mäter spänningen vid plus och minus på batteriet och om den stiger över tröskeln öppnas kraftfull transistor, passerar genom sig själv all ström från laddaren. Hur den kopplar ihop allt detta och till strömförsörjningen - se nedan.

Blocken är riktigt små och du kan säkert installera dem direkt på elementet. Man bör bara komma ihåg att potentialen för batteriets negativa pol uppstår på transistorhöljet, och du måste vara försiktig när du installerar vanliga kylflänssystem - du måste använda isoleringen av transistorhusen från varandra.

Testning

Det behövdes genast 6 stycken balanseringsblock till samtidig laddning 6 18650 batterier. Elementen visas på bilden nedan.

Alla element laddades exakt till 4,20 volt (spänningen ställdes in av potentiometrar), och transistorerna blev varma, även om det inte fanns någon ytterligare kylning - laddning med en ström på 500 mA. Därför kan vi med säkerhet rekommendera denna metod för samtidig laddning av flera litiumbatterier från en gemensam spänningskälla.

Diskutera artikeln SIMULTAN LADDNING AV FLERA BATTERIER

Jag hälsar alla som tittade på ljuset. Talet i recensionen kommer att gå, som du säkert redan gissat, om två enkla sjalar designade för att styra sammansättningarna av Li-Ion-batterier, kallade BMS. Granskningen kommer att innehålla testning, samt flera alternativ för att ändra en skruvmejsel för litium baserat på dessa skivor eller liknande. Vem bryr sig, du är välkommen under katt.
Uppdatering 1, Lade till ett test av brädornas driftström och en liten video på den röda tavlan
Uppdatering 2, Eftersom ämnet har väckt lite intresse, så ska jag försöka komplettera recensionen med flera sätt att omarbeta shura, så att vi får en slags enkel FAQ

Allmän form:


Korta prestandaegenskaper för brädor:


Notera:

Jag vill genast varna dig - med balanseraren, endast den blå tavlan, röd utan balanseraren, d.v.s. Det är rent överladdning / överurladdning / kortslutning / högbelastningsströmskyddskort. Och även, i motsats till vissa övertygelser, har ingen av dem en laddningsregulator (CC / CV), så en speciell halsduk med en fast spänning och strömbegränsning krävs för deras drift.

Mått på brädor:

Måtten på skivorna är ganska små, endast 56mm * 21mm för den blå och 50mm * 22mm för den röda:




Här är en jämförelse med AA- och 18650-batterier:


Utseende:

Låt oss börja med:


Vid närmare granskning kan du se skyddskontrollern - S8254AA och balanseringskomponenterna för 3S-enheten:


Tyvärr är driftströmmen, enligt säljaren, bara 8A, men av databladen att döma är en AO4407A-mosfet designad för 12A (topp 60A), och vi har två av dem:

Jag noterar också att balanseringsströmmen är väldigt liten (ca 40ma) och balansering aktiveras så fort alla celler/banker går in i CV-läge (andra laddningsfasen).
Förbindelse:


enklare, eftersom den inte har en balanserare:


Den är också baserad på skyddskontrollern - S8254AA, men är designad för en högre driftsström på 15A (igen, enligt tillverkaren):


Om man tittar på databladen för de använda kraftmofeterna, deklareras driftsströmmen till 70A, och toppströmmen är 200A, till och med en mosfet är tillräckligt, och vi har två av dem:

Anslutningen är liknande:


Totalt, som vi kan se, finns det på båda korten en skyddskontroller med nödvändig frånkoppling, power mosfets och shuntar för att styra den passerande strömmen, men den blå har även en inbyggd balanserare. Jag gick inte riktigt in i kretsen, men det ser ut som att strömmofterna är parallellkopplade, så driftsströmmarna kan multipliceras med två. Viktig anmärkning - de maximala driftströmmarna begränsas av strömshuntarna! Dessa näsdukar känner inte till laddningsalgoritmen (CC / CV). Som en bekräftelse på det faktum att dessa är skyddskorten kan man bedöma av databladet för S8254AA-styrenheten, där det inte finns ett ord om laddningsmodulen:


Själva regulatorn är designad för en 4S-anslutning, därför, med viss förfining (att döma av databladet) - lödning av ledaren och motståndet, kan en röd halsduk fungera:


Det är inte så lätt att modifiera den blå sjalen till 4S; du måste lägga till lite extra lödning till balanseringselementen.

Testbrädor:

Så låt oss gå vidare till det viktigaste, nämligen i vilken utsträckning de är lämpliga för verklig användning. Följande enheter hjälper oss att testa:
- en prefabricerad modul (tre tre/fyra registervoltmetrar och en hållare för tre 18650-batterier), som blinkade i min recension av laddaren, dock redan utan balanserande svans:


- tvåregister amperemeter för strömkontroll (lägre avläsningar av enheten):


- Step-down DC/DC-omvandlare med strömbegränsning och möjlighet att ladda litium:


- laddnings- och balanseringsenhet iCharger 208B för att ladda ur hela enheten

Stativet är enkelt - omvandlarkortet levererar en fast konstant tryck 12,6V och begränsar laddningsströmmen. Med hjälp av voltmetrar tittar vi på vilken spänning korten utlöses och hur bankerna är balanserade.
Låt oss först titta på huvuddraget i den blå brädet, nämligen balansering. På bilden finns 3 burkar laddade med 4,15V / 4,18V / 4,08V. Som du kan se finns det en obalans. Vi applicerar spänning, laddningsströmmen sjunker gradvis (lägre mätare):


Eftersom halsduken inte har några indikatorer kan slutet av balanseringen endast bedömas med ögat. Amperemätaren, mer än en timme före slutet, visade redan nollor. Vem bryr sig, här är en kort video om hur balanseraren fungerar i den här brädet:

Som ett resultat är bankerna balanserade på 4 210 V / 4 212 V / 4 206 V, vilket är ganska bra:


När en spänning på lite mer än 12,6V appliceras, som jag förstår det, är balanseraren inaktiv och så fort spänningen på en av burkarna når 4,25V stänger skyddskontrollern S8254AA av laddningen:


Samma situation är med den röda tavlan, S8254AA-skyddskontrollern stänger av laddningen även vid 4,25V:


Låt oss nu gå igenom belastningsgränsen. Jag kommer att ladda ur, som redan nämnts ovan, med en iCharger 208B laddnings- och balanseringsenhet i 3S-läge med en ström på 0,5A (för mer exakta mätningar). Eftersom jag inte riktigt vill vänta på urladdningen av hela batteriet, så tog jag ett urladdat batteri (grön Samson INR18650-25R på bilden).
Den blå tavlan kopplar bort belastningen så snart spänningen på en av cellerna når 2,7V. På bilden (ingen laddning-> före avstängning-> slut):


Som du kan se kopplar kortet bort belastningen vid exakt 2,7V (säljaren hävdade 2,8V). Det förefaller mig lite högt, särskilt med tanke på att belastningarna i samma skruvmejslar är enorma, därför är spänningsfallet stort. Det är fortfarande önskvärt i sådana anordningar att ha en cut-off för 2,4-2,5V.
Den röda tavlan däremot stänger av belastningen så fort spänningen på en av cellerna når 2,5V. På bilden (ingen laddning-> före avstängning-> slut):


Här är i allmänhet allt bra, men det finns ingen balanserare.

Uppdatering 1: Lasttest:
Följande stativ hjälper oss med rekylströmmen:
- samma hållare / hållare för tre 18650 batterier
- 4-register voltmeter (total spänningskontroll)
- bilglödlampor som last (tyvärr har jag bara 4 glödlampor 65W styck, jag har inte längre)
- HoldPeak HP-890CN multimeter för mätning av strömmar (max 20A)
- högkvalitativa koppartrådiga akustiska ledningar med stort tvärsnitt

Några ord om stativet: batterierna är anslutna med ett "jack", d.v.s. som om en efter en, för att minska längden på anslutningstrådarna, och därför kommer spänningsfallet över dem under belastning att vara minimalt:


Anslutning av burkar på hållaren ("valt"):


Högkvalitativa kablar med krokodiler från iCharger 208B-laddaren och balanseringsenheten användes som sonder för multimetern, eftersom HoldPeaks inte inger förtroende, och extra anslutningar kommer att introducera ytterligare förvrängningar.
Låt oss först testa den röda skyddstavlan, som den mest intressanta när det gäller aktuell belastning. Vi löder ström- och sidledarna:


Det visar sig ungefär så här (lastanslutningarna visade sig vara av minsta längd):


Jag nämnde redan i avsnittet om att ändra shuriken att sådana hållare inte är särskilt lämpliga för sådana strömmar, men de kommer att fungera för tester.
Så, ett stativ baserat på en röd halsduk (enligt mått inte mer än 15A):


Jag kommer kortfattat att förklara: kortet rymmer 15A, men jag har inte en lämplig belastning för att passa in i denna ström, eftersom den fjärde lampan lägger till cirka 4,5-5A mer, och detta är redan utanför halsduken. Vid 12,6A är kraftmofetterna varma, men inte varma, bara för långvarig drift. Vid strömmar över 15A går kortet i skydd. Jag mätte med motstånd, de lade till ett par ampere, men stativet är redan demonterat.
Ett stort plus med den röda tavlan är att det inte finns någon skyddsblockering. De där. när skyddet utlöses behöver det inte aktiveras genom att spänning påläggs utgångskontakterna. Här är en kort video:

Låt mig förklara lite. Eftersom glödlampor i kall form har lågt motstånd, och dessutom är de parallellkopplade, tror halsduken att en kortslutning har uppstått och skyddet utlöses. Men på grund av att brädan inte har någon blockering kan du värma upp spiralerna något genom att göra en "mjukare" start.

Den blå sjalen håller mer ström, men vid strömmar på mer än 10A blir kraftmosfetarna väldigt varma. Vid 15A tål halsduken inte mer än en minut, för efter 10-15 sekunder håller fingret inte längre temperaturen. Som tur är svalnar de snabbt, så de är ganska lämpliga för en kortvarig belastning. Allt skulle vara bra, men när skyddet utlöses är kortet blockerat och för att låsa upp är det nödvändigt att lägga spänning på utgångskontakterna. Detta alternativ är uppenbarligen inte för en skruvmejsel. Totalt håller den en ström på 16A, men mosfetsarna blir väldigt varma:


Produktion: min personliga åsikt är att en vanlig skyddsbräda utan balansstång (röd) är perfekt för ett elverktyg. Den har höga driftsströmmar, en optimal avstängningsspänning på 2,5V och kan enkelt modifieras till en 4S-konfiguration (14,4V / 16,8V). Jag tror att detta är det bästa valet för att göra om en budget-shura för litium.
Nu till den blå sjalen. Av fördelarna - närvaron av balansering, men driftsströmmarna är fortfarande små, 12A (24A) för en shurik med ett vridmoment på 15-25Nm är något inte tillräckligt, särskilt när patronen nästan stannar när du drar åt den självgängande skruven. Och avstängningsspänningen är bara 2,7V, vilket innebär att under tung belastning kommer en del av batterikapaciteten att förbli outtagna, eftersom vid höga strömmar är spänningsfallet på bankerna anständigt, och de är designade för 2,5V. Och den största nackdelen är att brädan blockeras när skyddet utlöses, så användning i en skruvmejsel är inte önskvärd. Det är bättre att använda en blå halsduk i vissa hemgjorda produkter, men detta är återigen min personliga åsikt.

Möjliga applikationsscheman eller hur man konverterar shuriks strömförsörjning till litium:

Så, hur kan du konvertera din favorit shura mat från NiCd till Li-Ion / Li-Pol? Det här ämnet har redan varit ganska hackat och lösningar har i princip hittats, men jag kommer kort att upprepa mig själv.
Till att börja med kommer jag bara att säga en sak - i budget shura finns det bara ett skyddskort mot överladdning / överurladdning / kortslutning / hög belastningsström (analogt med den övervakade röda tavlan). Det finns ingen balansering där. Dessutom har till och med vissa märkesvaror inte balansering. Detsamma gäller alla verktyg med den stolta inskriptionen "Ladda på 30 minuter". Ja, de laddar på en halvtimme, men avstängningen sker så snart spänningen på en av cellerna når sitt nominella värde eller skyddskortet utlöses. Det är inte svårt att gissa att bankerna inte kommer att vara fulladdade, men skillnaden är bara 5-10%, så det är inte så viktigt. Det viktigaste att komma ihåg är att en balanserad laddning tar minst flera timmar. Därför uppstår frågan, behöver du det?

Så det vanligaste alternativet ser ut så här:
Nätverksladdare med stabiliserad utgång 12,6V och strömbegränsning (1-2A) -> skyddskort ->
Som ett resultat: billig, snabb, acceptabel, pålitlig. Balanserande promenader beroende på burkarnas tillstånd (kapacitet och inre motstånd). Ett ganska fungerande alternativ, men efter ett tag kommer obalansen att göra sig påmind vid tiden för arbetet.

Ett mer korrekt alternativ:
Nätverksladdare med stabiliserad utgång 12,6V, strömbegränsning (1-2A) -> skyddskort med balansering -> 3 batterier kopplade i serie
Som ett resultat: dyrt, snabbt / långsamt, hög kvalitet, pålitligt. Balansering OK, batterikapacitet maximal

Totalt kommer vi att försöka göra något som det andra alternativet, så här kan du göra det:
1) Li-Ion / Li-Pol-batterier, skyddskort och en specialiserad laddnings- och balanseringsenhet (iCharger, iMax). Dessutom måste du ta bort balanseringskontakten. Det finns bara två nackdelar - modellladdare är inte billiga och det är inte särskilt bekvämt att underhålla. Fördelar - hög laddningsström, hög balanserande ström av burkarna
2) Li-Ion / Li-Pol batterier, skyddskort med balansering, DC-omvandlare med strömbegränsning, strömförsörjning
3) Li-Ion / Li-Pol batterier, skyddskort utan balansering (röd), DC-omvandlare med strömbegränsning, PSU. Den enda nackdelen är att burkarna kommer att bli obalanserade med tiden. För att minimera obalans, innan du gör om shuriken, är det nödvändigt att justera spänningen till samma nivå och det är tillrådligt att ta burkar från samma parti

Det första alternativet kommer bara att passa dem som har ett modellminne, men det verkar för mig att om de behövde det så har de gjort om sin shura för länge sedan. Det andra och tredje alternativet är praktiskt taget samma och har rätt till liv. Du behöver bara välja vad som är viktigast - hastighet eller kapacitet. Jag tror att det mest optimala alternativet är det senare, men bara en gång varannan månad behöver du balansera bankerna.

Så, nog med prat, låt oss gå till omarbetningen. Eftersom jag inte har en shurik på NiCd-batterier, så om ändringen bara i ord. Vi kommer att behöva:

1) Strömförsörjning:

Första alternativet. Strömförsörjningsenhet (PSU), minst 14V eller mer. Rekylströmmen är önskvärd minst 1A (helst ca 2-3A). En strömförsörjning från bärbara datorer / netbooks, från laddare (uteffekt mer än 14V), strömförsörjning LED-remsor, videoinspelningsutrustning (DIY BP), till exempel, eller:


- DC/DC step-down omvandlare med strömbegränsning och möjlighet att ladda litium, till exempel eller:


- Det andra alternativet. Färdiga nätaggregat för shura med strömbegränsning och 12,6V utgång. De är inte billiga, som ett exempel från min recension av MNT-skruvmejseln -:


- Det tredje alternativet. :


2) Skyddstavla med eller utan balanserare. Det är lämpligt att ta strömmen med en marginal:


Om alternativet kommer att användas utan en balanserare, är det nödvändigt att löda balanseringskontakten. Detta är nödvändigt för att styra spänningen på bankerna, d.v.s. att bedöma obalansen. Och som du förstår måste du periodvis ladda batteriet i omgångar med en enkel TP4056-laddningsmodul om en obalans har börjat. De där. en gång med några månaders mellanrum, ta näsduken TP4056 och ladda en efter en alla banker, som i slutet av laddningen har en spänning under 4,18V. Denna modul stänger korrekt av laddningen vid en fast spänning på 4,2V. Denna procedur kommer att ta en och en halv timme, men bankerna kommer att vara mer eller mindre balanserade.
Det är lite rörigt, men för dem i tanken:
Efter ett par månader laddade vi skruvmejselbatteriet. I slutet av laddningen tar vi ut balanseringssvansen och mäter spänningen på bankerna. Om något sådant visar sig - 4,20V / 4,18V / 4,19V, behövs i princip ingen balansering. Men om bilden är som följer - 4,20V / 4,06V / 4,14V, tar vi TP4056-modulen och laddar två banker i sin tur till 4,2V. Jag ser inget annat alternativ, förutom specialiserade laddare-balanserare.

3) Högströmsbatterier:


Jag har tidigare skrivit ett par små recensioner om några av dem – och. Här är huvudmodellerna av högströms 18650 Li-Ion-batterier:
- Sanyo UR18650W2 1500 mah (max. 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000 mah (max. 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500 mah (max. 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500 mah (18A max.)
- Samsung INR18650-20R 2000 mah (max. 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500 mah (max. 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000 mah (15A max.)
- LG INR18650HB6 1500 mah (max. 30A)
- LG INR18650HD2 2000 mah (max. 25A)
- LG INR18650HD2C 2100 mah (max. 20A)
- LG INR18650HE2 2500 mah (max. 20A)
- LG INR18650HE4 2500 mah (max. 20A)
- LG INR18650HG2 3000 mah (max. 20A)
- SONY US18650VTC3 1600 mah (30A max.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30A max.)
- SONY US18650VTC5 2600 mah (30A max.)

Jag rekommenderar den beprövade billiga Samsung INR18650-25R 2500mah (20A max.), Samsung INR18650-30Q 3000mah (15A max.) Eller LG INR18650HG2 3000mah (20A max.). Jag har inte stött på andra burkar, men mitt personliga val är Samsung INR18650-30Q 3000mah. Skidorna hade ett litet tekniskt fel och förfalskningar med låg strömeffekt började dyka upp. Jag kan kasta bort artikeln om hur man skiljer en falsk från originalet, men lite senare måste du leta efter det.

Hur man kopplar ihop all denna ekonomi:


Nåväl, några ord om sambandet. Vi använder högkvalitativa koppartrådar med anständigt tvärsnitt. Det här är högkvalitativa akustiska eller vanliga kulskruvar / PVA med ett tvärsnitt på 0,5 eller 0,75 mm2 från ett bruksförråd (riv upp isoleringen och få högkvalitativa ledningar i olika färger). Längden på anslutningskablarna bör hållas till ett minimum. Batterier, helst från samma batch. Innan du ansluter dem är det lämpligt att ladda dem till samma spänning, så att det inte blir någon obalans så länge som möjligt. Att löda batterier är enkelt. Det viktigaste är att ha en kraftfull lödkolv (60-80W) och ett aktivt flussmedel (till exempel lödsyra). Löd med en smäll. Det viktigaste är sedan att torka platsen för lödning med alkohol eller aceton. Själva batterierna är inrymda i batterifacket från gamla NiCd-burkar. Det är bättre att ha en triangel, minus till plus, eller som populärt "jack", analogt med detta (ett batteri kommer att placeras tvärtom), eller precis ovanför en bra förklaring (i testavsnittet):


Så trådarna som ansluter batterierna kommer att visa sig vara korta, därför kommer fallet i den dyrbara spänningen i dem under belastning att vara minimal. Jag rekommenderar inte att använda hållare för 3-4 batterier, de är inte avsedda för sådana strömmar. Sido- och balansledare är inte så viktiga och kan ha mindre tvärsnitt. Helst är det bäst att packa batterierna och skyddskortet i batterifacket och DC buck-omvandlaren separat i dockningsstationen. Laddnings-/laddade LED-indikatorerna kan bytas ut mot dina egna och visas på dockningsstationens fodral. Om du vill kan du lägga till en minivoltmeter till batterimodulen, men det är extra pengar, eftersom den totala spänningen på batteriet bara indirekt kommer att berätta om restkapaciteten. Men om det finns en önskan, varför inte. Här:

Låt oss nu uppskatta priserna:
1) PSU - från 5 till 7 dollar
2) DC / DC-omvandlare - 2 till 4 dollar
3) Skyddstavlor - från 5 till 6 dollar
4) Batterier - från 9 till 12 dollar (3-4 $ sak)

Totalt, i genomsnitt, $ 15-20 för omarbetningen (med rabatter / kuponger), eller $ 25 utan dem.

Uppdatering 2, några fler sätt att omarbeta Shura:

Nästa alternativ (föreslagna av kommentarerna, tack I_R_O och cartmannn):
Använd billiga 2S-3S laddningsenhet typ (detta är tillverkaren av samma iMax B6) eller alla typer av kopior av B3 / B3 AC / imax RC B3 () eller ()
Original SkyRC e3 har en laddningsström per burk på 1,2A mot 0,8A för kopiorna, den ska vara korrekt och pålitlig, men dubbelt så dyr som kopior. Du kan köpa ganska billigt på samma. Som jag förstod av beskrivningen har den 3 oberoende laddningsmoduler, något som liknar 3 TP4056-moduler. De där. SkyRC e3 och dess kopior har inte balansering som sådan, utan laddar helt enkelt bankerna till ett spänningsvärde (4,2V) samtidigt, eftersom de inte har några strömkontakter borttagna. SkyRC-sortimentet har till exempel riktigt laddnings- och balanseringsapparater, men balanseringsströmmen är bara 200ma och kostar redan i området 15-20 dollar, men den kan ladda livskjortor (LiFeP04) och ladda strömmar upp till 3A. Alla som är intresserade kan bekanta sig med laguppställningen.
Totalt kräver detta alternativ någon av ovanstående 2S-3S-laddare, ett rött eller liknande (utan balanserande) skyddskort och högströmsbatterier:


När det gäller mig, ett mycket bra och ekonomiskt alternativ, skulle jag förmodligen ha slutat med det.

Ett annat alternativ föreslagit av kamrat Volosaty:
Använd den så kallade "tjeckiska balansören":

Var den säljs är bättre att fråga honom, jag hörde talas om det för första gången :-). Jag ska inte berätta något om strömmar, men av beskrivningen att döma behöver den en strömkälla, så alternativet är inte så budgetmässigt, men det verkar vara intressant vad gäller laddström. Här är en länk till. Totalt kräver detta alternativ: en strömförsörjning, ett rött eller liknande (utan balanserande) skyddskort, en "tjeckisk balanserare" och högströmsbatterier.

Fördelar:
Jag har redan nämnt fördelarna med litium nätaggregat (Li-Ion / Li-Pol) framför nickel (NiCd) nätaggregat. I vårt fall är en jämförelse ansikte mot ansikte ett typiskt Shurik-batteri från NiCd-batterier kontra litium:
+ hög energitäthet. Ett typiskt 12S 14,4V 1300mah nickelbatteri har en lagrad energi på 14,4 * 1,3 = 18,72Wh, och ett 4S 18650 14,4V 3000mah litiumbatteri har 14,4 * 3 = 43,2Wh
+ ingen minneseffekt, d.v.s. du kan ladda dem när som helst utan att vänta på full urladdning
+ mindre dimensioner och vikt med samma parametrar som NiCd
+ snabb laddningstid (inte rädd för höga laddningsströmmar) och tydlig indikering
+ låg självurladdning

De enda nackdelarna med Li-Ion är:
- låg frostbeständighet för batterier (de är rädda för negativa temperaturer)
- Balansering av burkarna krävs vid laddning och förekomst av övertömningsskydd
Som du kan se är fördelarna med litium uppenbara, så det är ofta vettigt att omarbeta strömförsörjningen ...
+173 +366

Egenskaper:

-Balans

-

-Aktuell kontroll

-

Pin Beskrivning:

4S-läge:	3S-läge:
"B-" - vanligt minus för batteriet "B1" - + 3,7V "B2" - + 7,4V "B3" - + 11,1V "B +" är det vanliga pluset för batteriet	"B-" - vanligt minus för batteriet "B1" - kort till "B-" "B2" - + 3,7V "B3" - + 7,4V "B +" är det vanliga pluset för batteriet "P-" - minus belastning (laddare) "P +" - plus belastning (laddare)

">

Egenskaper:

-Balans: HCX-D119 övervakningskort för 3S / 4S Li-Ion batteri har en inbyggd balanseringsfunktion. Samtidigt, i processen att ladda batteriet, utjämnas spänningen på var och en av cellerna till ett värde av 4,2V.
För att kunna använda spänningsutjämningsfunktionen måste du hålla batteriet under spänning 12,6 / 16,8V i minst 60 - 120 minuter efter slutet av den aktiva fasen av batteriladdningen. För att balanseraren ska fungera är det viktigt att spänningen inte är högre än 12,6 / 16,8V: om dessa spänningar överskrids kommer styrenheten att vara i ett skyddstillstånd och batterierna kommer inte att balanseras

-Spänningsövervakning på var och en av cellerna: När spänningen på någon av cellerna överstiger tröskelvärdena stängs hela batteriet av automatiskt.

-Aktuell kontroll: När belastningsströmmen överskrider tröskelvärdena kopplas hela batteriet automatiskt bort.

- Förmåga att arbeta med 3S-batterier(3 batterier i serien) HCX-D119-kontrollern är 100 % kompatibel med 3S Li-Ion-batterier (11,1V). För att växla styrenheten till 3S-läge är det nödvändigt att kortsluta kontakterna R8 och flytta motståndet R7 till R11 (R7 förblir samtidigt öppet) och stänga "B1" -plattan till "B-" vaddera

Pin Beskrivning:

4S-läge:	3S-läge:
"B-" - vanligt minus för batteriet "B1" - + 3,7V "B2" - + 7,4V "B3" - + 11,1V "B +" är det vanliga pluset för batteriet "P-" - minus belastning (laddare) "P +" - plus belastning (laddare)	"B-" - vanligt minus för batteriet "B1" - kort till "B-" "B2" - + 3,7V "B3" - + 7,4V "B +" är det vanliga pluset för batteriet "P-" - minus belastning (laddare) "P +" - plus belastning (laddare)

Varför behöver man överhuvudtaget balanserare för 12-voltsbatterier? När man har ett 12 voltssystem så är alla batterier, oavsett hur många av dem, parallella och de har alltid samma spänning. Men när vi byter till 24 eller 48 volt, då är det problem med olika spänningar på de seriekopplade batterierna. På grund av detta, vid laddning, laddas vissa batterier och börjar "koka", medan andra är underladdade, och som ett resultat förlorar hela batterikedjan snabbt sin kapacitet och blir i allmänhet oanvändbar.

Och till och med helt identiska batterier över tiden kör fortfarande upp i spänning, så inte ens köpta batterier från samma batch kommer att rädda dig från problemet. För att lösa detta problem har olika balanseringsanordningar länge använts, dessa är antingen separata balanserare för varje batteri, eller block på 24 och 48 volt. Balanser kan förlänga batteritiden avsevärt.

Inom en snar framtid kommer jag själv att byta till 24 volt, eftersom strömmarna i systemet redan har blivit stora och jag kommer också att behöva balanserare. I min sökning hittade jag flera alternativ, olika i kapacitet, pris och funktionsprincip, och nedan kommer jag att granska dessa balanseringsanordningar.

VICTRON BATTERY BALANCER batteribalanserare

Det första jag stötte på är sådana balanserare (bild nedan). Av beskrivningen att döma är det här aktiva balansapparater med en balanseringsström på 0,7A. Aktiv betyder detta att energin från ett mer laddat batteri hälls i ett mindre laddat och inte bara bränns ut på motståndet. Men jag är inte helt säker på detta, eftersom beskrivningarna på olika sajter skiljer sig åt. Denna balanserare är för två batterier, det vill säga för 24 volt, med tillägg av ett batteri måste antalet balanseringar utökas. Tre sådana balanseringar behövs för 48 volt.

Denna balanserare har inte möjlighet att justera för olika typer av bly-syra batterier. Det finns en indikation på drift, och ett larmrelä, det stänger om spänningsskillnaden över batteriet överstiger 0,2 volt. Priset på denna balanserare dödade precis, när detta skrivs var priset på sajten 6220 rubel... För 48 volt behöver du tre av dem och i allmänhet måste du betala 18 660 rubel plus frakt.

Kopplingsschema över dessa balanserare till batteriet. LED-indikatorer och larmreläer:

Grön: på när batterispänningen är mer än 27,3V
Orange: på när avvikelsen är mer än 0,1 V
Röd: larm (avvikelse mer än 0,2V)
Larmrelä: Normalt öppen kontakt stänger när den röda lysdioden tänds. Kontakten förblir sluten tills avvikelsen minskar till 0,14 V, eller tills batterispänningen sjunker till 26,6 V. Larmreläet återställs med en knapp ansluten till de två polerna.

>

Av minusen är priset för högt, balanseringsströmmen är bara 0,7A, och det finns ingen möjlighet att ställa in den för din typ av batteri. Det finns bättre analoger till ett överkomligt pris.

Ladda utjämningsanordning ELNI 2/12 för 2АКБ 12V

Jag hittade också en sådan balanserare. Detta är redan klart en aktiv balanserare, klart överlägsen den första i balanseringsström, denna har en ström på 5A jämfört med 0,7A för den första. Priset är inte heller litet - 3600-3900 gnid på olika sajter.

Denna utjämnare övervakar ständigt spänningen på de seriekopplade batterierna och utjämnar spänningen genom att överflöda energi mellan batterierna. Och det gör han inte bara under laddning, när batterierna nästan är laddade, utan hela tiden om det är obalans. Och balanseringsströmmen här kan nå 5A, vilket gör att balanseraren klarar även en stor obalans i kapacitet.

>

På detta på våra sajter hittade jag inget original som inte skulle vara tillgängligt på aliexpress. Det finns såklart många balanserare, men de är alla köpta i Kina och säljs till orimliga priser. Så varför betala för mycket om du kan köpa på aliexpress vad våra återförsäljare erbjuder.

Aktiv balanserare för 12v batteri

Jag hittade en sådan balanserare på aliexpress. Det är en aktiv balanserare med en maximal balanseringsström på 10A. Den övervakar spänningen på de seriekopplade batterierna och utjämnar spänningen genom att överföra energi mellan batterierna med en noggrannhet på 10mV. Varje balanserare sätts på sitt eget batteri, och balanserarna är kopplade till varandra. Du kan se beskrivningen och köpa här Balanser 12V. Priset när detta skrivs är 1700 rubel, och det är inte dyrt för en så kraftfull aktiv balanserare.

>

Tillverkaren av dessa balansapparater tillverkar flera olika typer av balansapparater. Det finns 2 volts utjämnare kommersiellt tillgängliga för enskilda blysyra "burkar". Även balanserare för 3,6 och 4,2 volt litiumjonbatterier. Och balanserare för 6 och 12 volts batterier. Alla balvnsir kan ses här - Balanskatalog 2 / 3,6 / 3,8 / 4,2 / 6/12 volt

Balansackumulator för 24 volt (12 * 2)

Jag hittade också en annan populär på beställningar och billig balanserare för ackumulatorer. Detta är en balanserare för två 12 volts batterier, du kan sätta flera om systemet är 48 volt eller högre. Balanserande ström upp till 5A vilket är ganska bra. Det enda jag inte förstod är om den är aktiv eller passiv, men av storleken och avsaknaden av radiator att döma är detta en aktiv balanserare. Priset på denna balanserare är 1 760 rubel, du kan se det här - Dubbel balanserare för 12V batteri

>

Priset är mycket attraktivt, och balanseringsströmmen är mycket anständiga 5A, så den klarar även en stor skillnad i kapacitet och spänning mellan batterierna i systemet.

Balanser för (12 × 4) 48 volts batteri

Här är en annan utmärkt aktiv balanserare för batterier, den är gjord i form av ett 48 volts block, det vill säga för fyra batterier kopplade i serie. Balansering av ström upp till 10 ampere, vilket är bra, kommer att eliminera även stora obalanser. Se hela beskrivningen och köp den mono med denna länk på aliexpress - Balanser för 48v batteri (12 × 4), priset är 3960 rubel.

>

Hittills är detta allt jag har kunnat hitta, även om det förstås inte allt, men det här är huvudsaken. Det finns solpaneler med inbyggda balanserare, men detta är väldigt dyrt än så länge. Det finns balansladdare, men de är malplacerade här. Det finns alla möjliga elektroniska kretsar som kan fås att fungera som balanserare, det finns alternativ för egentillverkade balansapparater.