Svenska ElektronikForumet

Jag sysselsätter tankarna med den nya batterietekniken LiFePO4. Det verkar vara ett bra alternativ till blybanken i båten men är dyra och överlever som vanligt inte utan kärlek.

BMS är lösningen och sånt kan köpas. Dock är jag osäker på funktionen och har lite egna tankar hur utjämning av celler skulle kunna ske.

För att få koll på cellernas laddstatus tänkte jag att cellerna skannas och en jämförelse sker mellan cellernas spänningar varvid den svagaste cellen får energipuls från ett par andra celler.

Hur gör man en bra spänningskomparator?

I tanken finns även ett par supercap som bara planlöst hämtar från cell till cell i ett cykliskt förlopp. Pågår det hela tiden batteriet laddas eller urladdas hjälper det batteriet att behålla cellerna i samma laddstatus.

En sån teknik blir rätt enkel kan jag tänka och driftsäkerhet är högsta prioritet.

Finns det tillräckligt säkra batterimanövingssystem redan?

Mät alla cellspänningar.

eftersom du förmodligen är på laddning större delen av tiden, balansera när cellspänningen är mer än XX Volt ( kanske 3,65)
om cellspänningen diffar mer än XX mV (kanske 20 mV) anslut en shuntresistor över den dom celler med högst spänning.

Under laddning så sänker du laddströmmen så fort någon cell når toppspänningen (kanske 3,8 Volt)

pss vid urladdning, när någon cell kommer ner till XX Volt (kanske 2,6) avbryts urladdningen ( batteriet kopplas bort)


Vilken spänning tänkte du (dvs hur många celler i serie)?
Om spänningen är hög kan du ha flera mät kort, där varje kort mäter kanske 20 celler, som kommunicerar via en isolerad buss.

Det är för båten som har 12V system. Har sett nån typ av kopplingsbleck på ebay med lite elektronik på. Är det nån bms månntro? Får kolla lite bättre.

När LiFePO4-cellerna är obelastade så märks ingen spänningsskillnad normalt sett, om det inte är extremt obalanserade, eller på väg att ta helt slut. Därför kan man i stort sett bara veta om det är obalans (och därmed börja balansera) i samband med laddning, mot slutet då cellspänningen stiger snabbt för de celler som har högst laddning, eller så ser man det på den cell som först dyker i spänning när energin börjar ta slut.

Vid laddning kan man balansera på två sätt:

1) i realtid. Alltså , så länge spänningen på en eller flera celler är högre än andra celler så omfördelas energin. Detta upphör när laddningen upphör. Detta är vanligast. Kör man i realtid kan man använda en extremt enkel metod, nämligen en enkel spänningsbegränsare över varje cell. Så fort cellspänningen överstiger X volt korsluter man strömmen via ett motstånd. Funktion ungefär som en zenerdiod. Ointelligent, kräver ingen centraliserad övervakning (man behöver inte jämföra med andra celler), men kräver höga shuntströmmar för att behålla spänningsnivån. Bättre är att balansera intelligent, dvs samla in data och ta aktiva beslut.

2) Man registerar vilka celler som nått högst spänning när laddningen är klar. Sedan låter man ladda ur dessa celler under en viss tid. På så vis undviker man stora balanseringsströmmar och man behöver inte "utjämningsladda" som många system bygger på, dvs. att man i slutet sänker laddströmmen till mycket låg, och sedan låter den ladda ytterligare några timmar samtidigt som batteriet balanseras. Nackdelen med (2) är att man inte är helt säker på att man urladdar för mycket. Å andra sidan behövs det bara någon procent av totala enegimängden, och om samma cell fortfarande har för hög spänning vid nästa laddning upprepas proceduren tills man nått bättre jämvikt. Tiden man balanserar kan vara proportionell mot spänningsskillnaden man uppmätt.

Själva balanseringen:

Enklast, billigast och klart vanligast är att man helt enkelt bränner bort lite energi med ett motstånd där det behövs.
Andra alternativ är 'vandrande kondensator' precis som du var inne på. Denna är inte så effektiv som man skulle kunna tro. Orsaken är ohms lag. Om du laddar en kondensator till 3.8 volt, och sedan laddar ur den mot ett batteri på 3,6 volt, får du i princip en kortslutning. Då förbrukas en del av energin i resistanserna - i batteriet, i switchen, i kondensatorn. Då spänningsskillnaderna är mycket små får du väldigt låga strömmar och någon aktiv utjämning sker inte. Principen fungerar bättre på 12V-batterier (bly) där det har använts i elbilar.

Smartast är nån form av DC-DC-omvandlare: en switchad lösning med transformator för varje cell. Man tar energi från hela batteripaketet och steppar ner till rätt spänning. Ett alternativ kan vara att man switchar direkt (via isolerande transformator) mellan två individuella celler. Skulle kan ha en avvikande cell måste man då balansera mot de andra cellerna en och en tills man gått igenom alla. Metoden kräver en hel del avancerad elektronik och är relativt dyrt, så det är få som använder den. Jag tror Volvo testat den metoden i sina elbilsexperiment.





A Review of Cell Equalization Methods for Lithium Ion and Lithium Polymer Battery Systems

Passa på att titta på videon rolex42 la upp om Kina BMS vs någon som vill ha lång hållbarhet ..

Intressanta inlägg. Jag har lärt mig en hel del.
Tack alla som lagt ner tid på min undran. Tror det blir effektivare batterier i båtarna i nära framtid. Men det behövs övervakning och den får inte gå sönder.

En BMS bör ha larm om den slutar att fungera. Nödstopp för över/underladdning.