Si vous lisez l'inscription sur la cage de l'éléphant: buffle, n'en croyez pas vos yeux
Dans un produit en cours de développement, une batterie rechargeable d'une capacité considérable a été utilisée à partir de plusieurs sections parallèles avec six boîtes de cellules de batterie LiIon de type «1s1p MP 176065 IntegrationTM» pour 6000 mAh fabriquées par Saft dans chacune. Une batterie nous est retournée pour réparation et j'ai décidé d'évaluer le degré d'équilibre des boîtes individuelles après une utilisation prolongée. Pour ce faire, il a fallu désengager les banques, facturer individuellement et évaluer la répartition des frais reçus.
Mais pour commencer, j'ai décidé de regarder la tension dans les sections dans son ensemble, en espérant voir zéro, car toute banque déchargée se déconnecte du circuit consommateur, et nous devons voir la tension d'au moins 6 * 2,4 V = 14,4 V, ou rien.
Imaginez ma stupéfaction quand on a trouvé du 12V sur une section et du 7V du tout (je n’écrirai pas plus sur Volta et non par manque de respect pour le grand italien, mais par paresse).
Le résultat est quelque peu décourageant, nous continuons à rechercher et à mesurer chaque pot en section à 12 - sur quatre la tension attendue est de 2,8-3,2, sur deux - 0, tout coïncide au total, mais pourquoi il est de 0 sur les cellules déconnectées et non en circuit ouvert n'est pas clair.
D'accord, je suppose qu'une coupure de circuit a lieu, mais ce n'est pas absolu, il y a un petit courant à travers le circuit de contrôle, car il ne se déconnecte pas des contacts externes - nous regardons le circuit (il est situé à la fin du poste, sinon toute l'intrigue disparaît).
Nous connectons la charge à la section sous la forme d'une résistance 1k (courant 7mA), la tension de sortie chute légèrement à 11,8, ce qui signifie que la résistance interne du circuit de commande est de l'ordre de 0,2 / 7E-3 = 200/7 ~ 30 Ohms, la résistance ne suffit pas, je comptais sur une dizaine de kilos mais, peut-être que ce n'est pas linéaire, bien que ce soit toujours étrange. On augmente le courant à 50mA, la tension chute à 11,6, ce qui correspond à une résistance de 0,4 / 50E-3 = 400/50 = 20, on augmente le courant à 100mA, la tension ne change pratiquement pas, ce qui donne 10 ohms.
En effet, la résistance est non linéaire, mais elle est clairement courbée dans la mauvaise direction. Surtout, il ressemble à une branche directe du CVC de la diode, mais sa provenance n'est pas claire. D'accord, retirez le film protecteur de la batterie et retirez le panneau de protection (vous comprenez que vous ne pouvez pas utiliser la batterie sans elle si vous n'êtes pas extrême). Nous voyons un circuit typique de deux transistors et une puce de contrôle de tension, mais sur le côté arrière de la carte, nous voyons un grand élément étiqueté STPS104B.
Oui, c'est une diode Schottky, reliée à la polarité de la batterie, c'est de là que vient la chute de tension de ~ 0,2 par cellule pratiquement indépendante du courant (à faible courant). L'énigme a été résolue, ce n'était pas difficile, maintenant nous devons évaluer la solution technique d'une entreprise bien connue.
Le premier est un avantage certain - ce schéma vous permet de continuer à tirer de l'énergie de la section, même si une cellule est complètement déchargée. Dans ce cas, la tension totale chute à 2,4 (le minimum autorisé par cellule) + (0,2 ÷ 0,6) <= 3, mais cela vaut mieux qu'un arrêt complet, bien que des nuances soient possibles.
Le second est un faible moins - les diodes en général, et Schottky en particulier, ont un courant inverse, qui sera une charge parasite et réduira la puissance disponible des cellules. Dans ce cas particulier, le courant inverse ne sera pas supérieur à 100 μA (dans des conditions normales), c'est-à-dire que pendant la journée de stockage de la cellule, nous perdrons 0,1 * 24 = 2,4 mAh ~ 0,04% de capacité, très peu par rapport à une auto-décharge de ~ 0,5%. Soit dit en passant, le courant d'autodécharge dans la documentation de la cellule n'est tout simplement pas indiqué, je présente des considérations générales et des recommandations pour recharger les cellules pendant le stockage à long terme tous les 6 mois.
Troisièmement - un inconvénient inventé - si toutes les cellules en même temps décident qu'elles ont atteint le niveau requis et sont déconnectées des bornes externes pour éviter une surcharge (ce qui n'est pas très probable, mais néanmoins), la tension d'entrée du chargeur s'appliquera à une série de diodes connectées en retour. et il se pourrait bien que ce soit l'un d'entre eux, ce qui limite la tension de charge à la valeur inverse de claquage pour la diode à 45 et, par conséquent, le nombre de cellules dans la section 45 / 4,2 = 10. Bien que je ne sois pas tout à fait à propos de l'idée - si toutes les cellules sont complètement déchargées (et cela est possible avec nous) et déconnectées des bornes externes, alors au moment où la charge commence, il y aura une situation similaire, mais pas pour longtemps, par conséquent, certaines limites de tension doivent encore être indiquées .
Mais le quatrième - un inconvénient certain - l'absence totale d'une indication de la présence d'un tel circuit dans la documentation de l'appareil. Eh bien, vous ne pouvez pas faire cela, c'est une caractéristique essentielle de l'appareil et cela devrait se refléter dans l'ED. Bien qu'ils m'aient probablement appris de cette façon, et dans la pratique moderne de l'ingénierie, il est habituel de négliger de telles considérations. En fin de compte, je n'ai pas d'entreprise de niveau SAFT, et ceux qui produisent ces cellules avec une telle documentation l'ont et se sentent bien sur le marché. Qu'en penses-tu? - sondage à la fin du message.
Eh bien, en fait sur le sujet de recherche, il s'est avéré qu'après ~ 100 cycles de charge (sans équilibrage) et décharge (en tenant compte des caractéristiques décrites ci-dessus), la répartition de la charge résiduelle dans les cellules individuelles était de 12%, le chiffre n'est pas négligeable, mais je m'attendais au pire, de sorte que décalage.
Évaluons l'efficacité possible du circuit d'équilibrage passif standard, pour lequel nous prenons un courant à travers une résistance de ballast de 50 mA (la valeur standard pour les appareils chinois), puis lors de la charge avec un courant recommandé de 0,2 ° C et un temps de charge ne dépassant pas 7 heures, nous obtenons une diminution possible de la charge de la cellule de 50 * 7 = 350mAh, ce qui correspond à environ 5% de la capacité déclarée. En fait, bien sûr, c'est beaucoup moins, car le shunt s'allumera en mode tension constante, mais vous devez toujours y accéder, c'est donc une estimation supérieure, mais au moins quelque chose.
Ensuite, nous pouvons supposer que la variation ci-dessus de la capacité de la cellule peut être compensée pour 5 à 10 cycles de charge avec équilibrage. Autrement dit, si l'équilibrage de la partie non intégrale de la section est effectué, nous pouvons nous attendre à ce que les effets négatifs puissent être complètement compensés à chaque cycle avec ces cellules. Bien sûr, tout cela n'est qu'une estimation et la réponse exacte à la question sur les possibilités d'équilibrage nécessite des recherches supplémentaires.
Et voici le schéma promis:
