Re: Aktivní balancery v koloběžkách?

Neděle Duben 2 19:30:32 CEST 2023

Dík, snad jsem to všechno pochopil. Pokud by byly všechny články stejně 
nabité, stal se z toho v podstatě step-up měnič s transformátorem, čímž 
jeho činnost pozbyla smyslu, protože co jednotlivé články dodají do 
jádra, vrátí se do celé baterie.. Pravděpodobně na stejném principu 
pracuje i Nabíječka lithium-iontového balanceru | Nabíječky baterií 
Příslušenství - Příslušenství k bateriím a nabíječkám - Aliexpress 
<https://www.aliexpress.com/item/1005003132170432.html> kde je ale 
nějaká inteligence, která nejspíš spíná jen některé mosfety a která vše 
vypne, pokud nemá smysl něco balalncovat.

Martin Záruba

Dne 2.4.2023 v 17:15 Pavel Hudeček napsal(a):
> L1 a diodu u ní vynechat nelze. Ta slouží k vracení energie uložené v 
> indukčnosti. Ale pozor, vinutí L1 musí být pólováno obráceně.
>
> Provozujeme trafo v propustném režimu, tedy přenos energie nastává v 
> sepnutém stavu. Aktivními vinutími prochází 2 složky proudu:
> 1. Pracovní proud, v našem případě náhodným směrem. Velikost proudu je 
> dána rozdílem napětí, velikostmi všech odporů v cestě a rychlost jeho 
> růstu je omezena rozptyplovou indukčností trafa a všemi dalšími 
> parazitními indukčnostmi v cestě (to je zároveň k otázve 2).
> 2. Magnetizační proud, daný indukčností vinutí, ten se vždy nabíjí s 
> polaritou od + k -. Velikost volíme při návrhu trafa počtem závitů 
> primáru tak, aby konečná hodnota byla přiměřeně pod hranicí nasycení 
> jádra. Snaha o velké snížení vede k velkému počtu závitů a tedy 
> velkému odporu drátu, k velkému trafu,nebo obojí najednou. Běžně bývá 
> 10 % pracovního proudu. V propustném režimu nutné zlo, tedy energii 
> nepřenáší užitečným způsobem, jen hromadí, ale její přenos někam 
> zajistit musíme, jinak bude ohřívat spínací prvky. Tzn. po vypnutí 
> musíme zařídit, aby proud mohl někde procházet původním směrem, dokud 
> nezanikne, aby to trvalo přijatelnou dobu a aby ta energie pokud možno 
> nebyla ztracena. Procházení původním směrem znamená, že vinutí se po 
> rozepnutí stává proudovým zdrojem s polaritou napětí obrácenou proti 
> nabíjecímu U.
>
> Poznámka: Magnetizační proud je jeden pro celé trafo, takže když vyjde 
> třeba 10 A, neznamená to, že půjde 10 A z každého článku, ale bude 
> společný pro všechny a taky se nějak rozdělí podle napětí a odporů.
>
> Příklady:
> a) Rekuperační vinutí bude mít pro N článků Nkrát víc závitů: Doba 
> rekuperace magnetizačního proudu se shoduje s dobou sepnutí. Doba 
> sepnutí musí být pod 50 %. Indukované napětí je shodné s budícím, 
> spínací prvky tedy rozpínají dvojnásobky.
> b) N/2: Doba rekuperace je poloviční, doba sepnutí musí být pod 2/3. 
> Ale po rozepnutí bude na všech vinutích dvojnásobné obrácené napětí, 
> spínací prvky rozpínají trojnásobky.
>
> Takže k otázce 1: Velikost trafa vyjde z rozumné magnetizace a 
> magnetizačních ztrát v jádře. Jde tedy o to, aby jádro nebylo 
> přebuzeno a nepřehřívalo se prostě jen kvůli vysoké frekvenci. Takže 
> např. na 10 článků, když chcete proud do 30 A, tak předpokládám, že 
> nejvyšší výkon bude přenos z 5 článků na druhých 5, tedy 18V*30A = 
> 540W. je tedy potřeba trafo parametrama vhodné pro 540 W v jednočinném 
> propustném režimu.
>
> Poznámka: Transferovaný výkon můžete řídit dřívějším vypínáním všech, 
> nebo některých tranzistorů, ale asi z toho poplynou nějaké složitosti, 
> nebo ho řídit nemusíte a pak prostě ňákej bude a ňák to bude fingovat:-)
>
> Při návrhu trafa je pak užitečné, kromě textu o mag. proudu:
> B = L*I / N*S
> L = √(L/Al)
> A datasheet od jádra, kde je S, Al, max.f a pod.
>
> PH
>
> Dne 02.04.2023 v 13:23 Martin Záruba napsal(a):
>>
>> Takže když vynecháte všechny D vpravo a také T1 L1 a diodu vlevo, 
>> uzavře se proud, vzniklý z energie nahromaděné v jádře, při rozepnutí 
>> přes substrátovou diodu toho tranzistoru, kde je článek s nejmenším 
>> napětím. Je to tak?
>>
>> 1) Proč ale musí být trafo velké (při dostatečně vysoké frekvenci 
>> jsem si to představoval jako toroid s pár závity pro každý článek)
>>
>> 2) Jak spočítat jak velký proud poteče mezi články, když jsou jakoby 
>> paralelně? Zde asi bude zásadní zdánlivý odpor způsobený rozptylovými 
>> indukčnostmi. Ale jak jej spočítat?
>>
>> Martin Záruba
>> Dne 2.4.2023 v 13:11 Pavel Hudeček napsal(a):
>>> No to je ta klasická metoda s trafem, o které byla v tomhle tématu 
>>> taky řeč, nebo možná v tom co mě k jeho zahájení inspirovalo. Jen je 
>>> tam navíc ten T1. Když se sepnou všechny ostatní, začne se energie 
>>> přenášet všemi směry, jako kdyby byly všechny články chvíli 
>>> paralelně. To funguje při nabíjení i vybíjení.
>>> Kdybych to dělal, vynechal bych T1 a všechny D vpravo. A asi bych ty 
>>> T dával spíš dolů, ovládání bude jednodušší. Nebo pokud nahoru, tak P.
>>>
>>> Ale mě se na tom nelíbí potřeba relativně velkého trafa, ke kterému 
>>> navíc povedou dráty ode všech článků. Já chci malé desky, které se 
>>> dají přímo k článkům a mimo pack už nepovede nic, nebo jen 
>>> komunikace. Tu bych vyved do místa skládání řídítek a tam bude držák 
>>> s microSD, abych se pak mohl podívat, jak to v delším období pracovalo.
>>>
>>> PH
>>>
>>> Dne 02.04.2023 v 12:19 Martin Záruba napsal(a):
>>>>
>>>> No to asi bude fungovat a můžete přelévat cokoli kamkoli, ale je to 
>>>> složité a na každý článek jsou potřeba dva mosfety. NApadlo mě toto 
>>>> zapojení:
>>>>
>>>> Všechny cívky jsou na jednom jádře a cívka L1 má cca 80% závitů, 
>>>> jako ostatní dohromady. Buzení je do všech mosfetů současně, mimo 
>>>> T1. Vzhledem k magnetické vazbě poteče při sepnutí všech pravých 
>>>> tranzistorů proud především z článku o nejvyšším napětí.
>>>>
>>>> Pak se všechny zavřou a  energie z jádra se přelije přes diodu do 
>>>> celé baterie. Tak se balancuje při téměř úplném nabití, kdy hrozí 
>>>> přebití jednoho článku. Při vybití naopak sepne tranzistor T1 a po 
>>>> určité době rozepne a energie z jádra se přelije především do 
>>>> článku s nejmenším napětím. Ještě je otázka, zda by tam ty diody 
>>>> vůbec musely být, zda by stejnou službu nezajistila substrátová 
>>>> dioda v mosfetu.
>>>>
>>>> Je to velký nesmysl?
>>>>
>>>> Martin Záruba
>>>> Dne 2.4.2023 v 10:59 Pavel Hudeček napsal(a):
>>>>> Trochu počítání:
>>>>>
>>>>> Q = C * dU
>>>>> I = Q * f = C * dU * f
>>>>> f = I/(C * dU)
>>>>>
>>>>> Takže když I bude 10 A, dU 100 mV a C 100 µF, aby se to poskládalo 
>>>>> z rozumných keramik, f vyjde 1 MHz, nebo třeba 2 MHz pro 50 mV.
>>>>>
>>>>> To by mi přišlo celkem OK.
>>>>> Jenže co když bude potřeba pomoct více článkům?
>>>>> Na to mi ty kapacitní metody přijdou moc komplikovaný.
>>>>>
>>>>> Naproti tomu s indukčností stačí tahat výkon z článků co maj víc 
>>>>> přímo ven a tím snižovat I přes celou sérii, přičemž tohle můžou 
>>>>> jednotlivé sekce dělat zcela paralelně. Tedy je jedno, jestli se 
>>>>> to děje s 1 nejsilnějším článkem, nebo 9 z 10. Při nabíjení zas 
>>>>> obráceně, přebytečný náboj od nejslabších se tahá ven a zvyšuje 
>>>>> celkový nabíjecí proud pro ostatní.
>>>>>
>>>>> Zatím uvažuju o tomhle:
>>>>>
>>>>> Řídit by to mělo ňáký ATtiny z novější řady co má DAC a CCL, aby 
>>>>> to mohlo běžet jako step-up v proudovém režimu. Tedy timer nahodí 
>>>>> výstup a po dosažení nastaveného napětí D-S dolního tranzistoru ho 
>>>>> komparátor zas vypne.
>>>>> Teda aspoň doufám že to tak půjde, s CCL/LUT jsem zatím nic nedělal.
>>>>>
>>>>> PH
>>>>>
>>>>> Dne 02.04.2023 v 8:41 Martin Záruba napsal(a):
>>>>>>
>>>>>> Máte pravdu. Takže jste toho názoru, že balancer bez indukčnosti 
>>>>>> by šel udělat rozumně i kdyby balancoval proudy velikosti 10 - 30 A?
>>>>>>
>>>>>> Martin Záruba
>>>>>> Dne 1.4.2023 v 18:11 Pavel Hudeček napsal(a):
>>>>>>> Dejme tomu, že transfer je zahájen při překročení rozdílu 40 mV. 
>>>>>>> Probíhá nabíjení, napětí se rozlejzají a náhodou zrovna při 4 V 
>>>>>>> rozdíl překročí hranici. Jeden článek má 4,02 a jeden 3,98 V. 
>>>>>>> Rozdíl tedy činí 1 %.
>>>>>>> To znamená, že při přenosu se ztratí 1 % energie.
>>>>>>> Účinnost je tedy 99 %.
>>>>>>> A když se to stane při vybíjení a náhodou až při 3 V, 40 mV je 
>>>>>>> 1,333 %, účinnost bude 98,666 %.
>>>>>>> Kdyby došlo na extrém, že balancer těžce nebude stíhat a 
>>>>>>> nejhorší článek bude mít už 3 a nejlepší ještě 4, účinnost bude 
>>>>>>> 3/4, tedy 75 %.
>>>>>>>
>>>>>>> PH
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>> Dne 01.04.2023 v 14:18 Martin Záruba napsal(a):
>>>>>>>>
>>>>>>>> Asi jsem natvrdlý, chápu princip s indukčností, ale pokud tam 
>>>>>>>> není, tak jestliže chci z většího napětí, (třeba v tom 
>>>>>>>> supercapu) dobít ten slabší článek, tak jediným, co omezuje 
>>>>>>>> proud jsou odpory v celé cestě, ať jsou realizované čímkoli. No 
>>>>>>>> a na těch se ten rozdíl musí přeměnit na teplo. Je to 
>>>>>>>> nevýznamné nebo ta účinnost je pak bídná?
>>>>>>>>
>>>>>>>> Martin Záruba
>>>>>>>> Dne 1.4.2023 v 13:15 Jaroslav Lukeš napsal(a):
>>>>>>>>> Vydrží mnohem déle, ikdyž balancovací proud je 1% odběru. Ony 
>>>>>>>>> ty aku mají rozptyl kapacit kolem 5%, velká zátěž taky není 
>>>>>>>>> pořád, takže vydrží ne jen o rok, ale řádově déle.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Ale je potřeba nikoli kýblovou brigádu a je jedno jestli do 
>>>>>>>>> cívek nebo do kondů, to ale taky funguje, je to levný, malý, 
>>>>>>>>> ale balancování trvá tak o 2 řády dýl (mimochodem - používám 
>>>>>>>>> to taky, je to levný a dá se to dát všude, co je zapnutý je 
>>>>>>>>> občas)
>>>>>>>>> https://www.aliexpress.com/item/4000467536147.html
>>>>>>>>> https://www.aliexpress.com/item/4001340590317.html
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> ale co má velkou zátěž, nebo jede často, tak bude lepší ten s 
>>>>>>>>> toroidem nebo supercapem, toroid už jsem sem dával tak 
>>>>>>>>> supercap, ale ty hodně lezou do peněz
>>>>>>>>> https://www.aliexpress.com/item/4000841655633.html
>>>>>>>>> https://www.aliexpress.com/item/33036949073.html
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Jan Kuba napsal(a):
>>>>>>>>>> Slaboučký článek pak slouží jako propojka.  Kdyby se to 
>>>>>>>>>> balancovalo i při tom odběru tak podle mě ta baterie vydrží 
>>>>>>>>>> mnohem déle. 
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored bywww.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20230402/f34cb830/attachment.htm>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: 6meA5Yq7nW5TkYCz.png
Type: image/png
Size: 6507 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20230402/f34cb830/attachment.png>
------------- další část ---------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: v0EOaD5L47wbRNjE.png
Type: image/png
Size: 8827 bytes
Desc: [žádný popis není k dispozici]
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20230402/f34cb830/attachment-0001.png>