Можно ли питать нагрузку от LiPo аккумулятора, не отключая зарядку?

[OparinVD]

Добрый день!

Задача вроде простая, но для меня новая, поэтому многое для меня неочевидно.

Нужно организовать питание по схеме, как это сделано в автомобиле: генератор -> АКБ -> нагрузка. Но аккумулятор должен быть не свинцовый, а LiPo 3S, 10000 мАч (или, возможно, два таких аккумулятора, подключенных параллельно, чтобы пройти по току зарядки). Мощность нагрузки до 200 Вт. Можно ли просто подключить по той же схеме или надо организовать всё более хитро? Например, подключать напостоянку баллансир; следить за окончанием зарядки и отключать аккумулятор от источника и т.д.? Как это работает, например, при зарядке телефона или ноутбука?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Более хитро. Литиевые аккумуляторы, в отличие от кислотных, не "любят" режима постоянного подзаряда.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[OparinVD]

13 минут назад, Falconist сказал:

Более хитро. Литиевые аккумуляторы, в отличие от кислотных, не "любят" режима постоянного подзаряда.

На стратегическом уровне я к такому же мнению пришел  вопрос в том в какую сторону хитрость городить?

В чем заключается их "нелюбовь" к постоянному подзаряду? К ускоренному старению? Если да, то насколько быстро сокращается емкость аккумулятора в таком режиме?

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[BARS_]

1 час назад, OparinVD сказал:

вопрос в том в какую сторону хитрость городить?

В сторону захода на сайт ti.com и выбора контроллера заряда под свои нужды. Они и за зарядкой будут следить и линию переведут на питание от АКБ, когда внешнее питание пропадет. Бывают как с цифровым управлением, так и с аналоговым. Пример подобного контроллера:

Это обычный, есть и балансиры.

1 час назад, OparinVD сказал:

В чем заключается их "нелюбовь" к постоянному подзаряду?

На эту тему в инете есть вагон статей. Последствия могут быть вплоть до возгорания.

Изменено 18 ноября, 2019 пользователем BARS_

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[ГОГА рижский]

Можно, Нагрузка и зарядка подключается параллельно, а батарейка через BMS

 

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[OparinVD]

@BARS_ Спасибо, просто волшебная микросхема. А я уж собрался строить свой велосипед из двухкомпонентного композита  На коленке, правда уже не соберешь, но это уже другая проблема... 

Такой вопрос: напряжение зарядки микросхема контролирует, ток тоже, а балансир при этом ставить надо? И что с ним делать, когда аккумуляторы заряжены? Ключами отключать, чтоб не тратить ток балансировки (а он не маленький)?

@ГОГА рижский , я так понял, BMS - это балансир. Или она еще какие-то функции выполняет? И вопрос тогда тот же: надо ли как-то отслеживать момент окончания зарядки и отключать аккумуляторы от внешнего питания?

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[OparinVD]

Хотя, я кажется начинаю понимать... Смотрел на bq24751A, вроде всё подходит, зарядка для многоячеистых LiPo с выбором системного питания, и даже режим калибровки есть, но встал вопрос с балансировкой (выше)... Теперь вроде  те же параметры в поиск вбиваю, но в результатах этой микросхемы уже нет, зато есть другие, у которых есть отдельные ноги для контроля отдельных ячеек... В общем, смотрю datashetы на BQ2570x, а почему у bq24751A прописана поддержка 2, 3 и 4 ячеек, для меня загадка

[ivani-2a]

7 минут назад, OparinVD сказал:

а почему у bq24751A прописана поддержка 2, 3 и 4 ячеек, для меня загадка

Там есть вывод программирования кол-ва ячеек: CELLS 20

[OparinVD]

Есть, но как им пользоваться? Т.е. понятно, что надо его подтянуть вверх, вниз или оставить в воздухе... Эта микросхема, я так понял, заряжает сборку как единое целое. Количество ячеек влияет только на общее напряжение. А как контролировать напряжение на каждой отдельной ячейке? Или я что-то не так понимаю?

[КонсСтавр]

В таких системах используется такое свойство как гистезис, то есть после того как аккумулятор заряжен до определенного напряжения, зарядка останавливается пока напряжение не снизится до определенного уровня. 
В вашей задаче ключевые факторы это режим работы, время заряда – время разряда, и запас ёмкости. Из этого рассчитывается ток заряда и напряжения состояний. Необходимость постоянного присутствия балансира и разновидность, тоже определяется этими факторами.  Также для данной химии аккумулятора нужен постоянный мониторинг температуры, как при заряде, так и под нагрузкой и определение полностью разряженного аккумулятора. 
На самом деле всё проще, чем пугают философскими фразачками.
Добавлю, что балансиры, производителями рассматриваются как отдельные компоненты. В балансирах тоже есть пороговые значения, балансировка идет не постоянно, а при необходимости, но сама логика, хоть и мало, но всё же  потребляет энергию. Можно ограничить, чтоб балансировка происходила только при зарядке.  
Всё в одном, и под различные, индивидуальные запросы  делают на программируемых мк. 
Чем определяется выбор данной химии аккумулятора ?
 

[OparinVD]

Вот теперь всё начинает укладываться в голове... Если мне просто надо управлять системным питанием, я смотрю в разделе Battery charger, если надо контролировать уровень заряда по запатентованным технологиям - смотрю Battery fuel gauges, а нужен баллансир, то смотрю, соответственно monitors & balancers.

В данной задаче, думаю тогда поставить по одному заряжателю и одному контроллеру заряда на каждую сборку 3S. Про баллансир пока думаю... Выходы объединю через диоды, результат пойдет на DC-DC... Получится примерно такая логика работы: если аккумуляторы недозаряжены, то они заряжаются от генератора, тем током, что остался после того как потребителей накормили; потом в почти заряженном состоянии они стоят как резерв и сглаживают импульсы потребления; если генератор отвалился, то аккумуляторы встают как основное питание и тянут в течение ~1,5 ч нагрузку около 150-175 Вт... Правильно мыслю?

Химия аккумуляторов досталась мне по наследству, они у нас сейчас просто есть... Я так понял они идеальны для электрических БЛА по массогабиритам, и, что важно, по отдаваемому току... У нас, ДВС, поэтому отдаваемый ток уже не так играет... Есть смысл пересмотреть выбор? Можно поставить что-то, что упростит танцы с подзарядкой?

[ivani-2a]

43 минуты назад, OparinVD сказал:

то аккумуляторы встают как основное питание и тянут в течение ~1,5 ч нагрузку около 150-175 Вт...

Есть смысл определиться с конфигурацией Батареи. Ваши условия: 175Вт*1,5ч=262,5Вт*ч, элемент Li-Pol 3.7v 10Aч, ток заряда 1 элемента =1*С (10А мах), но лучше 0,3*С.

1 ячейка = 262/3,7= 70,8А

2 ячейки =262/7,4= 35,4А

3 ячейки =262/11,1= 23,6А

4 ячейки = 262/14,8= 17,7А

5 ячеек = 262/18,5= 14,1А

6 ячеек = 262/22,2= 11,8А (батарея из 6-и последовательно подключенных элементов с ёмкостью 10Ач, обеспечит нагрузку 150-175Вт в пределах 90-98% требуемого времени)

Либо делать две параллельные батареи по 4-е ячейки, и их вовремя переключать.

[OparinVD]

А вот так, по-простому не сработает?

[ivani-2a]

По простому - не Ваш случай, Iнагр=15,8А (для 3-х ячеистой батареи). Потери энергии  на диодах, проводниках платы, проводах, клеммах и разъёмах.

А в чем обусловлен выбор 12В генератора? 

Изменено 22 ноября, 2019 пользователем ivani-2a
опечатка

[OparinVD]

Мысль развивалась примерно так: был 3S аккумулятор; под него был заложен генератор, такой чтоб избежать преобразователей напряжения; потом по требованиям длительности автономной работы появился второй аккум 3S (а если говорить строго, то стало 6 ячеек). Стоит пересмотреть концепцию?

[Starichok]

3 часа назад, ivani-2a сказал:

1 ячейка = 262/3,7= 70,8А

ну, и что за фигню ты получил в результате?

во-первых, когда делишь Ватт-часы на Вольты, получаешь Ампер-часы, а не Амперы.

во-вторых, в одном элементе содержится 3,7 * 10 = 37 Вт-*ч.

и чтобы обеспечить 262,5 Вт*ч, нужно 262,5 / 37 = 7,1 элемента. округлим к минимуму и получим 7 элементов, и то "с недостатком".

поэтому лучше округлить до 8 элементов, чтобы было "с запасом".

а 6 элементов, даже 90% времени не смогут обеспечить.

[ivani-2a]

@Starichok  Насчёт буквы "ч" согласен, что упустил из виду. Но чем 150*1,5/37=6,08 элементов не устроят 90%. А мой вывод:

6 часов назад, ivani-2a сказал:

Либо делать две параллельные батареи по 4-е ячейки, и их вовремя переключать.

не сильно отличается от

 

3 часа назад, Starichok сказал:

лучше округлить до 8 элементов, чтобы было "с запасом".

Объясни ТС, как потери энергии снизить, при её передаче к нагрузке, ибо Вопрошающий спрашивает 

 

18.11.2019 в 13:29, OparinVD сказал:

или надо организовать всё более хитро?

 

[OparinVD]

Спасибо за участие

Сейчас не так важно, хватит ли 6 банок на заявленные 1,5 часа или нет. Нет точной статистики по потреблению, взяты примерные оценочные значения. Время автономной работы - тоже не конечный параметр, если что, то можно и подужаться. Поэтому я исхожу из того, что аккумулятора будут два, каждый 3S. То, что их будет два, во-первых удвоит емкость, а во-вторых, даст некоторое резервирование, т.е. если одни аккумулятор выйдет из строя, то второй протянет, пусть и в два раза меньше по времени...

Тогда вопрос остается, как лучше объединить выходы аккумуляторов? Повесить один контроллер зарядки на два параллельных аккумулятора, наверно не очень правильно. Два диоды - потери. Как лучше?

[OparinVD]

Если не диоды, то в моем кругозоре остаются только ключи на полевых транзисторах, как-то так:

Тогда логика работы такая: подключаю один аккумулятор к контроллеру питания другой на зарядку; разряжаю первый примерно до 80% и меняю их местами (совет вовремя переключать звучал выше). Адекватное решение? 

PS: стандартная обвязка контроллера питания со всеми его силовыми ключами условно находится внутри его квадратика

[OparinVD]

Всем еще раз доброго дня!

Не дает мне покоя необходимость переключать MOSFETы... Что если взять "идеальный"  диод типа:

и собрать на них выход по аналогии с вариантом "по простому"?

[OparinVD]

Всё  Перекурил даташит, идея подтвердилась, "идеальный" диод - идеальный для меня вариант.

Всем спасибо за участие и советы, получил левел ап