Wenn Sie die Inschrift auf dem Käfig des Elefanten lesen: Büffel - trauen Sie Ihren Augen nicht
In einem in der Entwicklung befindlichen Produkt wurde eine wiederaufladbare Batterie mit beträchtlicher Kapazität aus mehreren parallelen Abschnitten mit sechs Dosen LiIon-Batteriezellen vom Typ „1s1p MP 176065 IntegrationTM“ für jeweils 6000 mAh verwendet, die von Saft hergestellt wurden. Eine Batterie wurde zur Reparatur an uns zurückgeschickt, und ich beschloss, den Gleichgewichtsgrad einzelner Dosen nach längerem Gebrauch zu beurteilen. Dazu war es notwendig, die Banken auszuschalten, individuell zu belasten und die Verteilung der erhaltenen Gebühren zu bewerten.
Aber für den Anfang habe ich mich entschlossen, die Spannung in den Abschnitten als Ganzes zu betrachten, in der Erwartung, Null zu sehen, da sich jede entladene Bank vom Verbraucherkreis trennt und wir entweder die Spannung von mindestens 6 * 2,4 V = 14,4 V oder nichts sehen müssen.
Stellen Sie sich mein Erstaunen vor, als 12 V in einem Abschnitt und 7 V überhaupt gefunden wurden (ich werde nicht weiter über Volta schreiben und nicht wegen mangelnden Respekts für den großen Italiener, sondern wegen Faulheit).
Das Ergebnis ist etwas entmutigend. Wir forschen und messen weiterhin jedes Gefäß in Abschnitt 12 - bei vier beträgt die erwartete Spannung 2,8-3,2, bei zwei - 0 stimmt alles insgesamt überein, aber warum es bei getrennten Zellen 0 ist und kein offener Stromkreis, ist nicht klar.
Okay, ich nehme an, dass ein Stromkreis unterbrochen wird, aber es ist nicht absolut, ein kleiner Strom bleibt durch den Steuerkreis, weil er nicht von externen Kontakten getrennt wird - wir sehen uns den Stromkreis an (er befindet sich am Ende des Pfostens, sonst verschwindet die gesamte Intrige).
Wir verbinden die Last mit dem Abschnitt in Form eines 1k-Widerstands (Strom 7mA), die Ausgangsspannung fällt leicht auf 11,8 ab, was bedeutet, dass der Innenwiderstand des Steuerkreises in der Größenordnung von 0,2 / 7E-3 = 200/7 ~ 30 Ohm liegt, da der Widerstand nicht ausreicht, habe ich mit einem Dutzend Kilo gerechnet aber vielleicht ist es nicht linear, obwohl es immer noch seltsam ist. Wir erhöhen den Strom auf 50mA, die Spannung fällt auf 11,6 ab, was einem Widerstand von 0,4 / 50E-3 = 400/50 = 20 entspricht, wir erhöhen den Strom auf 100mA, die Spannung ändert sich praktisch nicht, was 10 Ohm ergibt.
Der Widerstand ist zwar nichtlinear, aber eindeutig in die falsche Richtung gebogen. Vor allem sieht es aus wie ein direkter Zweig des CVC der Diode, aber woher es kommt, ist nicht klar. Okay, entfernen Sie die Schutzfolie von der Batterie und entfernen Sie die Schutzplatine (Sie verstehen, dass Sie die Batterie ohne sie nicht verwenden können, wenn Sie nicht extrem sind). Wir sehen eine typische Schaltung aus zwei Transistoren und einem Spannungssteuerchip, aber auf der Rückseite der Platine sehen wir ein großes Element mit der Bezeichnung STPS104B.
Ja, dies ist eine Schottky-Diode, die wieder an die Polarität der Batterie angeschlossen ist. Daher kommt der Spannungsabfall von ~ 0,2 pro Zelle praktisch unabhängig vom Strom (bei niedrigen Strömen). Das Rätsel war gelöst, es war nicht schwierig, jetzt müssen wir die technische Lösung eines bekannten Unternehmens bewerten.
Das erste ist ein klares Plus - mit diesem Schema können Sie weiterhin Energie aus dem Abschnitt ziehen, selbst wenn eine Zelle vollständig entladen ist. In diesem Fall fällt die Gesamtspannung auf 2,4 (das zulässige Minimum pro Zelle) + (0,2 ÷ 0,6) <= 3, dies ist jedoch besser als eine vollständige Abschaltung, obwohl Nuancen möglich sind.
Das zweite ist ein schwaches Minus - die Dioden im Allgemeinen und Schottky im Besonderen haben einen Rückstrom, der eine Streulast darstellt und die verfügbare Zellenleistung verringert. In diesem speziellen Fall beträgt der Rückstrom nicht mehr als 100 μA (unter normalen Bedingungen), dh am Tag der Lagerung der Zelle verlieren wir 0,1 * 24 = 2,4 mAh ~ 0,04% Kapazität, sehr wenig im Vergleich zu einer Selbstentladung von ~ 0,5%. Übrigens ist der Selbstentladestrom in der Dokumentation für die Zelle einfach nicht angegeben, ich habe allgemeine Überlegungen und Empfehlungen zum Aufladen der Zellen während der Langzeitlagerung alle 6 Monate.
Drittens - ein erfundenes Minus - wenn alle Zellen gleichzeitig entscheiden, dass sie den erforderlichen Pegel erreicht haben und von externen Klemmen getrennt sind, um eine Überladung zu verhindern (kein sehr wahrscheinliches Ereignis, aber dennoch), wird die Eingangsspannung des Ladegeräts an eine Reihe von rückverbundenen Dioden angelegt und es kann sich durchaus herausstellen, dass es sich um eine von ihnen handelt, die die Ladespannung auf den inversen Durchbruchwert für die Diode bei 45 und dementsprechend auf die Anzahl der Zellen in Abschnitt 45 / 4.2 = 10 begrenzt. Obwohl ich mit der Idee nicht ganz richtig bin - wenn alle Zellen vollständig entladen sind (und dies ist bei uns möglich) und von den externen Anschlüssen getrennt werden, wird es zum Zeitpunkt des Ladevorgangs eine ähnliche Situation geben, wenn auch nicht lange, weshalb bestimmte Spannungsgrenzen immer noch angezeigt werden müssen .
Aber das vierte - ein definitives Minus - das völlige Fehlen eines Hinweises auf das Vorhandensein einer solchen Schaltung in der Dokumentation für das Gerät. Nun, Sie können dies nicht tun. Dies ist ein wesentliches Merkmal des Geräts und sollte sich in der ED widerspiegeln. Obwohl sie mich wahrscheinlich so gelehrt haben und es in der modernen Ingenieurpraxis üblich ist, solche Überlegungen zu vernachlässigen. Letztendlich habe ich kein Unternehmen auf SAFT-Ebene, und diejenigen, die diese Zellen mit einer solchen Dokumentation herstellen, haben sie und fühlen sich auf dem Markt gut. Was denkst du? - Umfrage am Ende des Beitrags.
Nun, tatsächlich stellte sich beim Forschungsthema heraus, dass nach ~ 100 Ladezyklen (ohne Ausgleich) und Entladung (unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Merkmale) die Streuung der Restladung in einzelnen Zellen 12% betrug, die Zahl ist nicht vernachlässigbar, aber ich habe das Schlimmste erwartet, so dass Versatz.
Lassen Sie uns den möglichen Wirkungsgrad des standardmäßigen passiven Ausgleichsschaltkreises bewerten, für den wir einen Strom durch einen Vorschaltwiderstand von 50 mA (der Standardwert für chinesische Geräte) nehmen. Wenn wir dann mit einem empfohlenen Strom von 0,2 ° C und einer Ladezeit von nicht mehr als 7 Stunden laden, erhalten wir eine mögliche Verringerung der Zellladung von 50 * 7 = 350mAh, was ungefähr 5% der deklarierten Kapazität entspricht. Eigentlich ist es natürlich viel weniger, da sich der Shunt im Konstantspannungsmodus einschaltet, aber Sie müssen immer noch darauf zugreifen. Dies ist also eine obere Schätzung, aber zumindest etwas.
Dann können wir annehmen, dass die oben erwähnte Variation der Zellkapazität für 5-10 Ladezyklen mit Ausgleich kompensiert werden kann. Das heißt, wenn der nicht integrale Teil des Abschnitts ausgeglichen wird, können wir erwarten, dass die negativen Auswirkungen in jedem Zyklus mit diesen Zellen vollständig kompensiert werden können. All dies ist natürlich nur eine Schätzung, und die genaue Antwort auf die Frage nach den Möglichkeiten des Ausgleichs erfordert zusätzliche Forschung.
Und hier ist das versprochene Schema:
