Как лучше распределить Li-ion ячейки в батарейном блоке зная их сопротивление?

Question

[romvup]

У меня 36 ячеек для аккумулятора 12S3P
Сопротивления от 13.6 до 14.6 mom (замеры пропусканием переменки 1 кгц)

Т.к. параллельные группы самобалансируются, значит в идеале, чтобы каждая из 12 последовательных групп была одинакового сопротивления. А группа с наибольшим сопротивлением будет всегда разряжаться быстрее. Я правильно понимаю?

Активная BMS конечно есть, но хочется все по науке сделать)

Comments

[Виктор]

Комментарии по ходу дела:

Сопротивления от 13.6 до 14.6 mom

Я имею некоторый опыт в сборке литиевых батарей (для самодельного электровела), и никогда не видел такого хорошего совпадения в сопротивлении элементов. Откуда вы взяли партию с таким хорошим совпадением? У меня разброс внутреннего сопротивления даже для новых элементов, только что одновременно купленных на Али (т.е. условно можно считать "из одной партии") бывал в 1,5...2 раза, а уж у поработавших - гораздо больше. Кстати, ввиду того, что сопротивление элементов сильно "уплывает" в процессе эксплуатации, не имеет смысла добиваться абсолютной точности в подборе - всё равно потом сопротивления изменятся и подобранный баланс нарушится.

замеры пропусканием переменки 1 кгц

В чём смысл замера именно на переменном токе, да ещё и повышенной частоты? Я вот всё меряю на постоянке, прибором IMAХ B6, и особых проблем не испытывал - а тут надо для измерения создавать спец. стенд.
Если это делается потому, что в реальной эксплуатации аккум нагружен на ШИМ-преобразователь, то и мерить надо на частоте этого ШИМ, а не на произвольно выбранной 1 кГц.

3 ячейки по 14 mom в сумме дают 4.67 mom

Рассмешили вот эти сотые доли миллиома. Поскольку в реальной эксплуатации внутреннее сопротивление элементов быстро "уплывает" и становится "плюс-минус валенок", такая точность не имеет смысла.

[romvup]

Виктор, Это vapcell G50 - 21700 а не 18650, довольно качественные, на ютюбе есть подробный обзор (там челу попались еще лучше), конечно все из одной партии, замерял на тестовом стенде в специальном сервисе.
Переменка 1 кгц выбрана не произвольно, все ячейки имеют в документации эту характеристику, меряется таким образом для сопоставления с заявленным производителем диапазоном.

Сопротивление ячеек измененное разными методами - это совершенно разные цифры

В любом случае мне тоже кажется что видимой разницы не будет как их собрать, но интересно было узнать, может кто-то думает иначе)

Answer 1

[pfg21]

без разницы.
простой БМС просто зарядившуюся группу отключит от дальнейшего заряда.
внутри параллельной группы каждая банка сколь заряда наберет столько и отдаст.

если очень сильно хочется по науке, то ставь емкостной балансир. тогда все банки будут в идеально-идентичных условиях.

Comments

[romvup]

Спасибо, но все равно ведь лучше когда группы разряжаются равномерно, так и бмс меньше работы, или при диапазоне сопротивлений банок 13.6-14.6мом разбалансировка будет незначительная?

[pfg21]

romvup, вообще лучше всего если группы будут иметь близкие значения по емкости.

смотри такой вариант: в одну группу засовываются все хорошие банки, а в другую все плохие банки. группы собираются последовательно.
При разрядке плохая группа быстро разрядится, просадит напряжение (или уйдет в разрядку) при этом хорошая группа будет иметь еще некоторый запас по заряду.
дешовый китайский балансир такое не отработает, он в лучшем случае отключит аккум от потребителя для защиты одной группы от переразрядки. в этом варианте плохую группу достаточно быстро добьют до смерти.
немного улучшит ситуацию емкостной/индуктивный балансир, на восстановление дисбаланса уйдет конечно много заряда, но нагрузка на будет равномернее.

вариант два: в каждую группу равномерно набиваются плохие и хорошие банки, чтобы каждая группа по своим характеристикам была похожа на все остальные. группа заряжается и разряжается в пределах одних и тех же напряжений, только хорошая банка отдает больший ток , плохая меньший (прям социализм: от каждого по способностям).
в последовательной сборке все группам будет близкая нагрузка, ибо характеристики близки. дисбаланса сильного не будет

[romvup]

pfg21, Это интересно! Я предполагал, что обе банки отдают равный ток, но хорошая банка дополнительно заряжает плохую высоким током, чтобы уровнять напряжение и таким образом вся группа работает неэффективно и деградируют еще быстрее, чем если бы группа состояла только из одной хорошей банки.

А что, если емкость одинаковая, но способность отдавать ток сильно разнится? Допустим потребитель кушает 10А от 2 банок соединенных последовательно, одна банка греется до 30 градусов, вторая до 60. Банка с меньшим внутренним сопротивлением будет греться меньше при том же токе, значит ее емкость под большой нагрузкой будет выше. В таком случае имеет смысл распределить ячейки так, чтобы каждая группа имела равные значения по внутреннему сопротивлению. Или внутреннее сопротивление нам ни о чем не говорит?

[romvup]

pfg21, Я к сожалению уже поспешил купить эту BMS на 60A на алике, сильно не разобравшись. Можете ли вы что-то сказать о ней?

Вот тут такая же BMS в более популярной конфигурации 13S

[pfg21]

romvup, не совсем. банки отдают энергию в пропорции со своим внутренним сопротивлением.
перетекание между банками будет только при различии их напряжений. при нормальной нагрузке такого не случится, все токи пойдут в нагрузку.
ткну пальцем в небо и предположу, что перетекание заряда будет наверное меж сильно отличающимися банками после отключения мощной нагрузки, в течении небольшого времени, пока уравняется напряжение меж банками.

внутреннее сопротивление обратно пропорционально емкости. сколь помню, с разрядом сопротивление повышается. с деградацией элемента тоже.
но также может зависеть и от кучи других параметров: химии, формы электродов и слоев и т.д.
вполне себе говорит, чем меньше сопротивление тем лучше.
если хочешь поковырятся, то поищи книжки и статьи по теории химических источников тока.

обычный китайский балансир. нормально будет работать, как и куча других балансиров :) ибо схемотехника давно отработана, отличий в штампуемых на поток практически никаких. главное чтобы элементы были качественные.