параллельное включение li-ion элементов Опции

[jeka]

Задумался над возможностью параллельного соединения большого блока li-ion элементов, штук так 10 в параллель. По хорошему, на разряд надо подключать каждый элемент отдельно, через массив диодов. На заряд - также надо контролировать напряжение и ограничивать ток каждого элемента в завивимости от его напряжения.

А если поступить другим путем - уравнить напряжения на элементах и после этого их накоротко соединить (или звездой низкоомными резисторами). Соответственно, заряжать и разряжать массив надо будет бОльшим током. Но - равномерно ли между разными элементами в цикле заряд-разряд будет распределяться ток - непонятно.

Можно ли так включать элементы или нужна какая-нибудь дополнительная обвязка?

[technolog]

Соединял праллельно li-po элементы. Ничего доплнительно не требуется. Единственное условие - это равенство напряжения на элементах в момент соединения. При дальнейшей эксплуатации напряжение на всех элементах будет одинакво. Так можно соединить даже элементы разной ёмкости, при разряде они будут отдавать ток пропорцинально своей емкости.

[Tanya]

Задумался над возможностью параллельного соединения большого блока li-ion элементов, штук так 10 в параллель. По хорошему, на разряд надо подключать каждый элемент отдельно, через массив диодов. На заряд - также надо контролировать напряжение и ограничивать ток каждого элемента в завивимости от его напряжения.

А если поступить другим путем - уравнить напряжения на элементах и после этого их накоротко соединить (или звездой низкоомными резисторами). Соответственно, заряжать и разряжать массив надо будет бОльшим током. Но - равномерно ли между разными элементами в цикле заряд-разряд будет распределяться ток - непонятно.

Можно ли так включать элементы или нужна какая-нибудь дополнительная обвязка?

Этот вопрос бурно обсуждался на этом самом месте не так давно...
Обратите Ваше внимание на то, что даже единичный элемент по сути своей - множество параллельно включенных элементиков... Поэтому, если элементы одинаковые (из одной партии), находятся при одинаковой температуре, то...

[Guest_@Ark_*]

Этот вопрос бурно обсуждался на этом самом месте не так давно...

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=40733

[Stanislav]

Этот вопрос бурно обсуждался на этом самом месте не так давно...
Обратите Ваше внимание на то, что даже единичный элемент по сути своей - множество параллельно включенных элементиков... Поэтому, если элементы одинаковые (из одной партии), находятся при одинаковой температуре, то...

Таня, я же объяснял, а Вы, видимо, не понимаете.
Есть такие элементы, кторые параллелить нельзя, в силу особенностей электрохимических и термодинамических процессов, в них протекающих. А Ваши аналогии совсем неуместны, и, более того, вредны.

[Tanya]

Таня, я же объяснял, а Вы, видимо, не понимаете.
Есть такие элементы, кторые параллелить нельзя, в силу особенностей электрохимических и термодинамических процессов, в них протекающих. А Ваши аналогии совсем неуместны, и, более того, вредны.

А Вы их видели, те которые нельзя? Я - нет. Напишите марку, которые нельзя. Мои "аналогии" основаны на опыте и общении с людьми, которые делают эти самые элементы своими руками... прямо при мне...
Я, правда, не далаю... только пишу...

[alexkok]

Можно ли так включать элементы или нужна какая-нибудь дополнительная обвязка?

Нельзя только в одном случае - если пользователь имеет доступ к смене элементов, причем по-штучно.
Он может перепутать полярность или поставить не выровненные элементы. Во всех остальных случаях можно.

[Stanislav]

А Вы их видели, те которые нельзя? Я - нет. Напишите марку, которые нельзя.

LSH-14, LSH-20, например.
Строго говоря, это не li-ion, но пока не приведена конкретная марка элемента, утверждать что-либо нельзя.
Справедливости ради, нужно сказать, что противопоказаний для запараллеливания li-ion аккумуляторов встречать пока не приходилось.

...Мои "аналогии" основаны на опыте и общении с людьми, которые делают эти самые элементы своими руками... прямо при мне...
Я, правда, не далаю... только пишу...

Эта аналогия настолько банальна, насколько и неверна.
Пользуясь подобной логикой, можно сказать, например, что мощный биполярный транзистор эквивалентен множетству параллельно включенных транзисторчиков.

[DS]

LSH-14, LSH-20, например.
Строго говоря, это не li-ion, но пока не приведена конкретная марка элемента, утверждать что-либо нельзя.
Справедливости ради, нужно сказать, что противопоказаний для запараллеливания li-ion аккумуляторов встречать пока не приходилось.

Эта аналогия настолько банальна, насколько и неверна.
Пользуясь подобной логикой, можно сказать, например, что мощный биполярный транзистор эквивалентен множетству параллельно включенных транзисторчиков.

Так LSH-14 - это ведь батарейка, а не аккумуллятор. Тут, насколько я понимаю, шла речь про аккумуляторы.
Кстати, мощный биполярник при рассчете допустимой пиковой мощности рассматривается именно как множество параллельно включенных маленьких транзисторов.

Вопрос к знатокам Li аккумуляторов - какая максимальная емкость элемента по приемлемой цене ? Я пока нашел только 2.5 а/ч. А надо бы 10. Условия разрядки щадящие - 1.5 А.

[Tanya]

LSH-14, LSH-20, например.
Строго говоря, это не li-ion, но пока не приведена конкретная марка элемента, утверждать что-либо нельзя.
Справедливости ради, нужно сказать, что противопоказаний для запараллеливания li-ion аккумуляторов встречать пока не приходилось.

Эта аналогия настолько банальна, насколько и неверна.
Пользуясь подобной логикой, можно сказать, например, что мощный биполярный транзистор эквивалентен множетству параллельно включенных транзисторчиков.

Так где же долгожданный список аккумуляторов, которые нельзя?
Про аналогию - это Вы сами придумали и мне приписали, я же писала про "суть".
И это, действительно, так...
Читайте внимательнее, чтобы не тратить время на борьбу по опровержению собственных выдумок....
"Толкуй больной с подлекарем..."

[AKimbo]

По информации от аккумуляторщиков "Ригель" (www.rigel.ru) в общем случае соединять параллельно действительно нельзя. В больших аккумуляторных сборках, вроде батареи ноутбука, где обойтись без параллеьного соединения никак не получается, производитиели сортирут банки по ведомым им критериям.

[Stanislav]

Так LSH-14 - это ведь батарейка, а не аккумуллятор.

LSH-14 - это не батарейка, а первичный элемент питания, если уж быть строгим.

...Тут, насколько я понимаю, шла речь про аккумуляторы.

li-ion аккумуляторы, не допускающие запараллеливания, действительно, встречать не приходилось, я выше написал об этом.
Однако, это вовсе не значит, что таких аккумуляторов нет, а поскольку конкретная марка не приведена, утверждать что-либо не следует. Информацию по этому поводу нужно обязательно брать у производителя.

...Кстати, мощный биполярник при рассчете допустимой пиковой мощности рассматривается именно как множество параллельно включенных маленьких транзисторов.

Здесь речь идёт не о пиковой мощности, и не о пиковой нагрузке.
Кроме того, транзистор можно так представить только в качестве физической абстракции, не имеющей ничего общего с реальностью: попробуйте соединить, скажем, два десятка транзисторов параллельно, а потом пропустить через них ток, в 20 раз больший предельно допустимого тока каждого из них. Результат будет удручающим.
С элементами питания, приведёнными мной выше, может произойти такая же история.

Так где же долгожданный список аккумуляторов, которые нельзя?

См. выше.

...Про аналогию - это Вы сами придумали и мне приписали, я же писала про "суть".

Это Вы пишете не "про суть", а приводите совершенно неуместные аналогии, не имеющие отношения к действительности.
Моя же аналогия призвана довести Вашу un absurdum.
Мир сложнее, Таня, чем Вам это кажется. Постарайтесь понять это.

...В больших аккумуляторных сборках, вроде батареи ноутбука, где обойтись без параллеьного соединения никак не получается, производитиели сортирут банки по ведомым им критериям.

Взрывы, тем не менее, звучат регулярно, если верить слухам.

Сообщение отредактировал Stanislav - Jun 23 2008, 16:04

[DS]

Здесь речь идёт не о пиковой мощности, и не о пиковой нагрузке.
Кроме того, транзистор можно так представить только в качестве физической абстракции, не имеющей ничего общего с реальностью: попробуйте соединить, скажем, два десятка транзисторов параллельно, а потом пропустить через них ток, в 20 раз больший предельно допустимого тока каждого из них. Результат будет удручающим.
С элементами питания, приведёнными мной выше, может произойти такая же история.

В транзисторе как раз такое представление вполне имеет основание - эмиттер обычно нарисован на кристалле гребенкой. Вот и рассматривается множество параллельных транзисторов, с эмиттером размером с ширину гребенки. Это и приводит к тому, что пиковая мощность не определяется только теплоемкостью всего кристалла - если за маленькое время хоть одно место нагреется, там произойдет тепловой пробой из-за увеличения локального коэффициента передачи тока. Т.е. вывод имеено тот же, что 20 соединенных транзисторов не увеличивают мощность в 20 раз.

[Stanislav]

В транзисторе как раз такое представление вполне имеет основание - эмиттер обычно нарисован на кристалле гребенкой. Вот и рассматривается множество параллельных транзисторов, с эмиттером размером с ширину гребенки.
Это и приводит к тому, что пиковая мощность не определяется только теплоемкостью всего кристалла - если за маленькое время хоть одно место нагреется, там произойдет тепловой пробой из-за увеличения локального коэффициента передачи тока. Т.е. вывод имеено тот же, что 20 соединенных транзисторов не увеличивают мощность в 20 раз.

А-а, теперь понятно.
Под "пиковой мощностью", вероятно, подразумевается импульсный режим, когда теплопередачей между отдельными областями кристалла можно пренебречь.
Действительно, этот режим нужно моделировать "кусочно", именно из-за того, что система получается неустойчивой.
С элементами, включаемыми параллельно, может произойти то же самое: локальный нагрев каких-то элементов, например, может привести к сильному перекосу токов между "банками", со всеми вытекающими.
C LSH-14 и LSH-20 вообще удивительно: система параллельно включенных эдементов должна быть неустойчива даже статически, без нагрузки, если производитель все характеристики привёл корректно.
Проверять, правда, боязно.

[AKimbo]

Взрывы, тем не менее, звучат регулярно, если верить слухам.

По слухам как раз чаще "взрываются" аккумуляторы сотовых телефонов, где одна банка. Да и сами по себе Li-ion и особенно Li-po в силу больших отдаваемых токов, вещь довольно злая. Есть подозрение что для параллельного соединения нужно сортировать аккумуляторы по более полным характеристикам чем напряжение чолостого хода/под нагрузкой. Для производителя сборок скорее всего роль играет номер партии. Мы в своем устройстве с двумя 3,3 А/ч Li-po банками не рискнули запараллеливать, несмотря на сильное упрощение схемы в таком случае. В качестве слухов могу сказать следующую вещь - в авиамодельном спорте запретили/запрещают любимые всеми "Липольки", уж больно похожими на летающие гранаты стали двухкиллограмовые самолетики с полу-килограммом аккумуляторов, отдающих токи под 100 ампер.

[Tanya]

li-ion аккумуляторы, не допускающие запараллеливания, действительно, встречать не приходилось, я выше написал об этом.
Однако, это вовсе не значит, что таких аккумуляторов нет, а поскольку конкретная марка не приведена, утверждать что-либо не следует. Информацию по этому поводу нужно обязательно брать у производителя.



См. выше.

Это Вы пишете не "про суть", а приводите совершенно неуместные аналогии, не имеющие отношения к действительности.
Моя же аналогия призвана довести Вашу un absurdum.
Мир сложнее, Таня, чем Вам это кажется. Постарайтесь понять это.

Взрывы, тем не менее, звучат регулярно, если верить слухам.

С латынью у Вас проблемы (пробелы)...
Про сложный Мир - спасибо - открыли мне глаза... Жду дальнейших откровений... про Волгу, впадающую..., лошадей, кушающих...
Так кроме слухов (Я им не верю - вот много слухов было, что компьютеры самовозгораются... Однако ни одного случая, чтобы это на глазах произошло... не описано еще... пока.) есть у Вас информация производителей, запрещающая параллелить?
А как быть, следуя не слухам, а реальным фактам, что самолеты падают... Можно ли летать на самолетах?

[-=TRO=-]

Соединял паралельно по 20 штук литиевых аккумуляторов GP1865L200S. Проштудировал кучу теории. От греха подальше последовательно с каждым ставил самовостанавливающийся предохранитель (на ток в 1,5 раза больше максимального для банки, чтобы к.з. в одной банке не загубило всю батарею), плюс паралельно предохранителю ставлю цепочку из светодиода с резистором. При соединении большого количества банок впаралель максимальный ток потребления должен быть раза в 2 меньше чем просто сумма максимальных токов всех элементов, потому что в процессе эксплуатации внутреннее сопротивление отдельных элементов увеличивается не одинаково и элементы с меньшим внутренним сопротивлением могут быть перегружены. Вся конструкция это последовательно 4 секции из 20 запаралеленых элементов каждая. Так-же от греха подальше секции разнесены друг от друга. Хотел ещё термопредохранителей к каждому элементу налепить - но жаба задавила, сейчас просто меряю температуру в каждой секции терморезисторами выведенными на счетверённый компаратор c небольшим гистерезисом, и при привышении температуры вырубаю нагрузку сдвоенным полевиком (2шт IRFZ44n). Оставил место под 4 дополнительные банки в каждой секции, для выравнивания ёмкости в секциях. Около 30 циклов батарея отработала, ёмкость упала приблизительно процентов на 25-30.

[Tanya]

Соединял паралельно по 20 штук литиевых аккумуляторов GP1865L200S. Проштудировал кучу теории. От греха подальше последовательно с каждым ставил самовостанавливающийся предохранитель (на ток в 1,5 раза больше максимального для банки, чтобы к.з. в одной банке не загубило всю батарею), плюс паралельно предохранителю ставлю цепочку из светодиода с резистором. При соединении большого количества банок впаралель максимальный ток потребления должен быть раза в 2 меньше чем просто сумма максимальных токов всех элементов, потому что в процессе эксплуатации внутреннее сопротивление отдельных элементов увеличивается не одинаково и элементы с меньшим внутренним сопротивлением могут быть перегружены. Вся конструкция это последовательно 4 секции из 20 запаралеленых элементов каждая. Так-же от греха подальше секции разнесены друг от друга. Хотел ещё термопредохранителей к каждому элементу налепить - но жаба задавила, сейчас просто меряю температуру в каждой секции терморезисторами выведенными на счетверённый компаратор c небольшим гистерезисом, и при привышении температуры вырубаю нагрузку сдвоенным полевиком (2шт IRFZ44n). Оставил место под 4 дополнительные банки в каждой секции, для выравнивания ёмкости в секциях. Около 30 циклов батарея отработала, ёмкость упала приблизительно процентов на 25-30.

Можно Вам посоветовать? Так вот... Элементы лучше ставить в один ряд или два, так, чтобы крайние в рядах снаружи (в ту сторону, где ряд кончается) были теплоизолированы. Это поможет выравниванию температуры. А так... Вы все правильно делаете... Емкость увеличивается почти в N раз, но максимально допустимый ток заряда(разряда) увеличивается, но меньше... но не в 2... Зависит от числа банок.

[-=TRO=-]

Можно Вам посоветовать? Так вот... Элементы лучше ставить в один ряд или два, так, чтобы крайние в рядах снаружи (в ту сторону, где ряд кончается) были теплоизолированы. Это поможет выравниванию температуры. А так...

Это чтобы теплоотдача всех банок в окружающую среду была одинакова? Так я пустоты меджду банками заполнил термопастой кпт-8 (досталась 2х литровая банка почти даром), и с двух сторон каждой секции у меня алюминевая пластина с фрезировкой (типа радиатор), поэтому и терморезистор один на секцию.

Кстати, кто нибудь знает как меняется внутреннее сопротивление литиевых аккумуляторов при нагреве банок, в какую сторону и в каких пределах? А то я в своё время поленился проверить экспериментально.

Сообщение отредактировал -=TRO=- - Jul 1 2008, 16:17

[alexkok]

Кстати, кто нибудь знает как меняется внутреннее сопротивление литиевых аккумуляторов при нагреве банок, в какую сторону и в каких пределах? А то я в своё время поленился проверить экспериментально.

Примерно так

Это для одного и того же элемента Сони 2,4Ач в зависимости от старения - 43, 110, 116 и 238 циклов.

[Tanya]

Это чтобы теплоотдача всех банок в окружающую среду была одинакова?

Да. Если в три или больше рядов, то внутренние будут горячее... А с пастой это круто! Еще добавьте алюминиевых стержней - и пасты меньше, и толку больше.

[Stanislav]

С латынью у Вас проблемы (пробелы)...

А это не просто латынь, Таня. ;)
Думаю, однако, что Вы поняли меня правильно.

...Про сложный Мир - спасибо - открыли мне глаза... Жду дальнейших откровений... про Волгу, впадающую..., лошадей, кушающих...
Так кроме слухов (Я им не верю - вот много слухов было, что компьютеры самовозгораются... Однако ни одного случая, чтобы это на глазах произошло... не описано еще... пока.)

Ну, на Ваших глазах ещё много чего не произошло. Однако, это не значит, что этого в природе нет.

...есть у Вас информация производителей, запрещающая параллелить?

Не по li-ion.
Для меня самого, правда, невозможность запараллеливания некоторых типов элементов стала неким открытием последних лет. До этого я считал примерно так же, как и Вы.

...А как быть, следуя не слухам, а реальным фактам, что самолеты падают...

Видимо, фирма SONY тоже сильно поверила слухам, и заменила за свой счёт аккумуляторы в нескольких сотнях тысяч уже проданных или находящихся в продаже ноутбуков.
Вот печальная статистика:
http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2006/09/29/212524
http://www.mydigitallife.info/2006/08/16/d...ptop-batteries/

Bзрывы гремят не только у SONY:
http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2006/09/05/210259

...Можно ли летать на самолетах?

Которые падают?
Да Вы, Таня, прям камикадзе.

Можно Вам посоветовать?

Таня, лучче не надо. Человек на белом свете может прожить ещё долго...

...Элементы лучше ставить в один ряд или два, так, чтобы крайние в рядах снаружи (в ту сторону, где ряд кончается) были теплоизолированы.

Что-то слишком хитрая топология.
Инетересно, как такая "теплоизолированная" батарея должна выглядеть на самом деле?
Признайтесь, Таня, это Вы сами придумали, или подсмотрели у кого-нибудь? ;)

Это чтобы теплоотдача всех банок в окружающую среду была одинакова? Так я пустоты меджду банками заполнил термопастой кпт-8 (досталась 2х литровая банка почти даром), и с двух сторон каждой секции у меня алюминевая пластина с фрезировкой (типа радиатор), поэтому и терморезистор один на секцию.

Вместо подобной экзотики, рекомендую всё же обратиться к производителю элементов и справиться у него по поводу возможности запараллеливания и/или выяснить точные характеристики элемента (в первую очередь, вольт-кулонную и все температурные).
Улучшение теплопередачи между банками даст, конечно, положительный эффект, но не гарантию.

Да. Если в три или больше рядов, то внутренние будут горячее... А с пастой это круто! Еще добавьте алюминиевых стержней - и пасты меньше, и толку больше.

Ещё гексогену. Для усиления.

Примерно так
Это для одного и того же элемента Сони 2,4Ач в зависимости от старения - 43, 110, 116 и 238 циклов.

А вольт-кулонную и ЭДС от температуры можете привести?

[-=TRO=-]

Примерно так

Это для одного и того же элемента Сони 2,4Ач в зависимости от старения - 43, 110, 116 и 238 циклов.

Вот этого я и боялся. Было-бы увеличение сопротивления от температуры - и проблемы бы небыло. А так, более нагревшиеся банки будут выдавать больший ток, и соответственно больше грется. Прослеживается аналогия с запаралеливанием светодиодов: напряжение на более разогретом светодиоде падает, он начинает больше потреблять пока ток для него не станет критичным, светодиод перегорает, из оставшихся вырывается вперёд ещё один более разогретый камикадзе, история повторяется пока не здохнут все.
В моём случае видимо неплохо помагают самовостанавливающиеся предохранители, у них в нормальном состоянии сопротивление выше чем у банок, и зависимость сопротивления от температуры у них обратная (по отношению к банкам).

Сообщение отредактировал -=TRO=- - Jul 1 2008, 19:38

[Stanislav]

Вот этого я и боялся. Было-бы увеличение сопротивления от температуры - и проблемы бы небыло. А так, более нагревшиеся банки будут выдавать больший ток, и соответственно больше грется...

Погодите отчаиваться. Нужно учесть все факторы, и только после этого делать вывод о (не)применимости конкретной марки аккумуляторов при включении "в параллель".
Для этого нужно провести хотя бы оценочный анализ динамической системы на устойчивость.

Сообщение отредактировал Stanislav - Jul 1 2008, 20:03

[alexkok]

Вот этого я и боялся. Было-бы увеличение сопротивления от температуры - и проблемы бы небыло. А так, более нагревшиеся банки будут выдавать больший ток, и соответственно больше грется. Прослеживается аналогия с запаралеливанием светодиодов: напряжение на более разогретом светодиоде падает, он начинает больше потреблять пока ток для него не станет критичным, светодиод перегорает, из оставшихся вырывается вперёд ещё один более разогретый камикадзе, история повторяется пока не здохнут все.
В моём случае видимо неплохо помагают самовостанавливающиеся предохранители, у них в нормальном состоянии сопротивление выше чем у банок, и зависимость сопротивления от температуры у них обратная (по отношению к банкам).

Не совсем так, ток они конечно некоторое время будут выдавать больший, но и разряжаться будут быстрее, эдс будет падать и токи будут выравниваться.
Кроме того есть еще зависимость внутреннего сопротивления от степени заряда, с разрядом сопротивление будет расти.
И старение элемента зависит от прокачанного через него заряда и температуры, так что элементы в батарее будут как бы "выравниваться" со временем.

Видимо, фирма SONY тоже сильно поверила слухам, и заменила за свой счёт аккумуляторы в нескольких сотнях тысяч уже проданных или находящихся в продаже ноутбуков.

Сони же назвала причину - посторонние металлические опилки попадали в элементы при изготовлении.
А от КЗ внутри элемента предохраняться бесполезно - энергии самого элемента достаточно для возгорания.

А вольт-кулонную и ЭДС от температуры можете привести?

Вольт-кулонная для близкого к нулю тока разряда - 0.01С (OCV - open circuit voltage)

И несколько измерений dOCV/dT
[attachment=22429:attachment]

Сообщение отредактировал alexkok - Jul 1 2008, 21:27

[Stanislav]

Не совсем так, ток они конечно некоторое время будут выдавать больший, но и разряжаться будут быстрее, эдс будет падать и токи будут выравниваться.
Кроме того есть еще зависимость внутреннего сопротивления от степени заряда, с разрядом сопротивление будет расти.
И старение элемента зависит от прокачанного через него заряда и температуры, так что элементы в батарее будут как бы "выравниваться" со временем.

Это стабилизирующие факторы. Как правило, из влияние больше дестабилизирующих.
Для анализа устойчивости системы можно воспользоваться формальным критерием Рауса или Рауса-Гурвица, если склероз не изменяет. Причём делать его в нескольких точках каждой характеристики, чтобы систему можно было считать линейной в окрестности этой точки.

Сони же назвала причину - посторонние металлические опилки попадали в элементы при изготовлении.
А от КЗ внутри элемента предохраняться бесполезно - энергии самого элемента достаточно для возгорания.

Может, это и так. А может, и не так. Кто их знает...
Аккумуляторы бабахают не только у Сони. Опилки, видимо, вездесущи...

Вольт-кулонная для близкого к нулю тока разряда - 0.01С (OCV - open circuit voltage)
И несколько измерений dOCV/dT

Ага, это уже что-то. OCV(T) ещё бы не помешало, хотя бы так же приблизительно... Ещё нагрузочную характеристику в области малых токов надыть (для заряда и разряда) - и можно проводить анализ на устойчивость системы параллельно включенных аккумуляторов в стационарных условиях.
ЗЫ. Хотя, можно и без неё попробовать. Если эл. сопротивление элемента считать постоянным.

Сообщение отредактировал Stanislav - Jul 2 2008, 19:43