إلى مسألة البطاريات

إذا قرأت النقوش على قفص الفيل: الجاموس ، لا تصدق عينيك

في منتج واحد قيد التطوير ، تم استخدام بطارية قابلة لإعادة الشحن ذات سعة كبيرة من عدة أقسام متوازية مع ست علب من خلايا بطارية LiIon من النوع "1s1p MP 176065 IntegrationTM" ل 6000 mAh المصنعة من قبل Saft في كل منهما. عادت بطارية واحدة إلينا للإصلاح وقررت تقييم درجة توازن العلب الفردية بعد الاستخدام المطول. للقيام بذلك ، كان من الضروري فك الارتباط بين البنوك ، وفرض رسوم بشكل فردي وتقييم مدى انتشار الرسوم المستلمة.

لكن بالنسبة للمبتدئين ، قررت أن ننظر إلى الجهد في الأقسام ككل ، وأتوقع أن أرى الصفر ، لأن أي بنك مفرغ من الخدمة يفصل نفسه عن دائرة المستهلك ، ويجب أن نرى إما جهد لا يقل عن 6 * 2.4V = 14.4V ، أو لا شيء.

تخيل دهشتي عندما تم العثور على 12V في قسم واحد و 7 V على الإطلاق (لن أكتب أكثر على Volta وليس بسبب عدم احترام الإيطالي الكبير ، ولكن بسبب الكسل).

والنتيجة غير مشجعة إلى حد ما ، نواصل البحث وقياس كل جرة في القسم في 12 - على أربعة الجهد المتوقع هو 2.8-3.2 ، على اثنين - 0 ، كل شيء يتزامن في المجموع ، ولكن لماذا هو 0 على الخلايا غير متصلة وليس الدائرة المفتوحة ليست واضحة.

حسنًا ، أعتقد أن انقطاع الدائرة يحدث ، لكنه ليس مطلقًا ، هناك تيار صغير من خلال دائرة التحكم ، لأنه لا ينفصل عن جهات الاتصال الخارجية - نحن ننظر إلى الدائرة (تقع في نهاية المنشور ، وإلا فإن المؤامرة بأكملها تختفي).

نقوم بتوصيل الحمل إلى القسم في شكل المقاوم 1k (7mA الحالي) ، ينخفض ​​الجهد الناتج قليلاً إلى 11.8 ، مما يعني أن المقاومة الداخلية لدائرة التحكم في حدود 0.2 / 7E-3 = 200/7 ~ 30 أوم ، حيث أن المقاومة لا تكفي ، لقد عدت إلى عشرات الكيلوجرامات ولكن ، ربما يكون غير خطي ، رغم أنه لا يزال غريبًا. نزيد التيار إلى 50 مللي أمبير ، وينخفض ​​الجهد إلى 11.6 ، وهو ما يتوافق مع مقاومة 0.4 / 50E-3 = 400/50 = 20 ، ونزيد التيار إلى 100mA ، والجهد لا يتغير عملياً ، والذي يعطي 10 أوم.

في الواقع ، المقاومة غير خطية ، لكنها منحازة بوضوح في الاتجاه الخاطئ. الأهم من ذلك كله ، يبدو وكأنه فرع مباشر من CVC من الصمام الثنائي ، ولكن من أين يأتي غير واضح. حسنًا ، أخرج الفيلم الواقي من البطارية وقم بإزالة لوحة الحماية (أنت تفهم أنه لا يمكنك استخدام البطارية بدونها إذا لم تكن متطرفًا). نرى دائرة نموذجية من اثنين من الترانزستورات ورقاقة التحكم في الجهد ، ولكن على الجانب الخلفي للوحة نرى عنصرًا كبيرًا يسمى STPS104B.

نعم ، هذا هو الصمام الثنائي شوتكي ، متصلة مرة أخرى إلى قطبية البطارية ، حيث يأتي انخفاض الجهد من ~ 0.2 لكل خلية مستقلة عمليا عن التيار (في التيارات المنخفضة). تم حل اللغز ، لم يكن صعبا ، والآن يجب علينا تقييم الحل التقني لشركة معروفة.

الأول زائد واضح - يتيح لك هذا المخطط الاستمرار في سحب الطاقة من القسم ، حتى لو تم تفريغ خلية واحدة تمامًا. في هذه الحالة ، ينخفض ​​الجهد الإجمالي إلى 2.4 (الحد الأدنى المسموح به لكل خلية) + (0.2 ÷ 0.6) <= 3 ، لكن هذا أفضل من الإغلاق الكامل ، على الرغم من أن الفروق الدقيقة ممكنة.

والثاني هو ناقص ضعيف - الثنائيات بشكل عام ، وشوتكي على وجه الخصوص ، لها تيار عكسي ، والذي سيكون حمولة طائشة ويقلل من طاقة الخلية المتاحة. في هذه الحالة بالذات ، لن يتجاوز التيار العكسي 100 μA (في الظروف العادية) ، أي خلال يوم تخزين الخلية سنخسر 0.1 * 24 = 2.4mAh ~ 0.04 ٪ من السعة ، قليل جدًا مقارنة بالتفريغ الذاتي البالغ 0.5 ٪ ~. بالمناسبة ، لا يُشار ببساطة إلى تيار التفريغ الذاتي في وثائق الخلية ، فقد توصلت إلى اعتبارات وتوصيات عامة لإعادة شحن الخلايا أثناء التخزين طويل الأجل كل 6 أشهر.

ثالثًا - ناقص تم اختراعه - إذا قررت جميع الخلايا في نفس الوقت أنها قد وصلت إلى المستوى المطلوب وانفصلت عن المحطات الخارجية لمنع الشحن الزائد (ليس حدثًا مرجحًا للغاية ، ولكن مع ذلك) ، فسوف يتم تطبيق جهد إدخال الشاحن على سلسلة من الثنائيات المتصلة بالوراء. وقد يتحول الأمر إلى واحد منها ، مما يحد من جهد الشحن إلى القيمة العكسية للانهيار للديود عند 45 ، وبالتالي ، فإن عدد الخلايا في القسم 45 / 4.2 = 10. على الرغم من أنني لست على صواب فيما يتعلق بالفكرة - إذا تم تفريغ جميع الخلايا تمامًا (وهذا ممكن معنا) وفصلها عن المحطات الخارجية ، في هذه اللحظة تبدأ الشحنة ، سيكون هناك موقف مشابه ، على الرغم من أنه ليس لفترة طويلة ، فلا يزال يتعين الإشارة إلى حدود معينة للجهد .

لكن الرابع - ناقص واضح - الغياب التام لمؤشر وجود مثل هذه الدوائر في وثائق للجهاز. حسنًا ، لا يمكنك القيام بذلك ، فهذه ميزة أساسية للجهاز ويجب أن تنعكس في ED. على الرغم من أنهم ربما علموني بهذه الطريقة ، وفي الممارسة الهندسية الحديثة ، من المعتاد إهمال مثل هذه الاعتبارات. في النهاية ، ليس لدي شركة مستوى SAFT ، وأولئك الذين ينتجون هذه الخلايا مع مثل هذه الوثائق لديهم ويشعرون بالرضا في السوق. ما رايك - استطلاع في نهاية هذا المنصب.

حسنًا ، في الواقع حول موضوع البحث ، اتضح أنه بعد حوالي 100 دورة شحن (بدون موازنة) والتفريغ (مع مراعاة الميزات الموضحة أعلاه) ، كان انتشار الشحنة المتبقية في الخلايا الفردية 12٪ ، والرقم غير مهم ، لكني توقعت الأسوأ ، لذلك تعويض.

لنقم بتقييم الكفاءة المحتملة لدائرة الموازنة المنفعلة القياسية ، والتي نأخذ بها تيارًا من خلال المقاوم الصابورة الذي يبلغ 50 مللي أمبير (القيمة القياسية للأجهزة الصينية) ، ثم عند الشحن باستخدام تيار موصى به يبلغ 0.2 درجة مئوية ووقت شحن لا يزيد عن 7 ساعات ، نحصل على انخفاض محتمل في شحن الخلية بمقدار 50 * 7 = 350mAh ، وهو ما يتوافق مع ما يقرب من 5 ٪ من القدرة المعلنة. في الواقع ، بالطبع ، هذا أقل بكثير ، لأن التحويل سيتم تشغيله في وضع الجهد المستمر ، لكن لا يزال عليك الوصول إليه ، لذلك هذا تقدير أعلى ، لكن على الأقل شيء.

ثم يمكننا أن نفترض أنه يمكن تعويض الاختلاف أعلاه في سعة الخلية لمدة 5-10 دورات شحن مع التوازن. أي أنه إذا تم تحقيق التوازن بين الجزء غير المتكامل من القسم ، فيمكننا توقع أنه يمكن تعويض الآثار السلبية بالكامل في كل دورة مع هذه الخلايا. بالطبع ، كل هذا هو مجرد تقدير والإجابة الدقيقة للسؤال حول إمكانيات الموازنة تتطلب إجراء بحث إضافي.

وهنا المخطط الموعود به: