Нужна матчасть по симметрии батарей Опции

[SWT-RUS]

Имеем электропитающую установку для шкафа. В ней имеется батарея из 4 кислотных аккумуляторов. По ТЗ требуется блок симметрии батарей. Как он работает (меряет температуру и напряжение на каждом аккумуляторе) понятно. Интересует теория - какое отклонение по температуре и напряжению (при известной общей температуре) считать опасным отклонением. Может кто какие исследования проводил, какие-то штатные/нештатные ситуации вылавливал - крайне интересно. Заранее спасибо.

[Егоров]

Для свинцовых 12-вольтовых аккумуляторов изготовители считаю отклонение по напряжению в 100мВ достаточно хорошей балансировкой.
Что касаемо температуры - не встречал таких методов контроля., хотя некоторое время работаю именно с балансировщиками, читаю литературу, вникаю в проблему.

[EvilWrecker]

В вопросе автора весьма мне достает конкретики - но уже исходя из понятия "напряжение на каждом аккумуляторе" надо говорить о том, как, чем и с какой точностью происходят измерения и что влияет на источник измерения в процессе работы аккумуляторов.

Приведу пример сравнительно "средней" по реализации системы в разработке которой участвовал(все платы, часть механики и часть схемотехники):

1) Имеется шкаф на 9-19 батарей, сам по дефолту термостатирован, принудительно вентилируется при надобности. Токи 20-150А одного девайса, характер токов опустим.

2) На каждой батарее стоит frame bracket c 5-точечным контактным измерителем температуры, в нем же МК обрабатывающий измерения. Такое стоит на всех батареях.

3) В шкафу стоят в разных зонах IR камеры, сравнимые с этими(по размеру, разрешение и рабочий диапазон больше), поставленные вот в такой конструктив. Связанны через USB3.0, идут на FPGA платку.

4) Балансировщик представляет из себя систему которая на уровне единичного аккумулятора мониторит его ячейки, а на уровне системы выравнивает потребление со всех аккумуляторов по заданному профилю(равномерно, N- количество, пользовательские соотношения)

Все в этой системе управляется через фпга платку и вкратце модель работы можно писать так, применительно к вопросу ТС:

- 5-точеный измеритель температуры снимает показатели с "критических мест"(где именно сказать не могу) и в целом дает весьма неплохое представление о том что с девайсом все более менее хорошо.

- IR камера дает инфомацию о градиенте/распределении температур: как по каждому девайсу, так и по токоведущим шинам. Камер несколько чтобы снимать с разных углов(по очевидным причинам)- работают нормально если нет задымления и схожих явлений, но тогда работают другие системы. В совокупности с другими измерителями позволяет отслеживать влияние колебаний температур на средства измерения, в т.ч на то что показывает система балансировщика в части тока/напряжения.

К чему весь этот рассказ - надо понимать каким образом планируется измерять разбалансировку ячеек: навидались немало артефактов и магии в процессе изучения вопроса, в частности при большом количестве аккумуляторов и сложных профилей контроля.

[SWT-RUS]

.....

К чему весь этот рассказ - надо понимать каким образом планируется измерять разбалансировку ячеек: навидались немало артефактов и магии в процессе изучения вопроса, в частности при большом количестве аккумуляторов и сложных профилей контроля.

Спасибо за подробное введение. У нас очевидно будет значительно проще (и должно быть дешевле). Совсем в общих чертах задача такая: есть 4 аккумулятора емкостью 12 Ач. Маскисальный ток в нагрузку не более 4 А. Надо обеспечить надежную работу в течении гарантийного срока - 3 года. Большую часть рабочего времени аккумуляторы "висят в буфере". Напряжение выпадает нечасто (по крайней мере мы на это надеемся) , поэтому режим работы у них вполне щадящий. Основная задача для нас - обеспечить работу аккумуляторов в течении гарантийного срока. К сожалению все цены "прибиты к полу" поэтому аккумуляторы будут выбираться не из самых лучших. Их безусловно будут выбирать и проверять.

Балансировка конечно хороша, но ее не просили и в цену соответственно не включили. Блок симметрии осуществляет только наблюдение/измерение. По его показаниям гирлянду аккумуляторов от зарядки можно отключить, можно десульфатацию провести, можно заглушить внешний источник и потренировать аккумуляторы на нагрузке. Хотим понять как при таких минимальных возможностях максимально продлить срок службы.

Отдельно очень интересуемся как на обычных кислотниках температуру мерять (и стоит ли этим заниматься). Клеммы у них самые обычные ножевые. Прицепиться к клемме и мерять температуру на ней очень непросто. Можем прижать к корпусу NTC резистор - понять бы в каком месте у аккумулятора может начаться разогрев и случается ли он в принципе?

[manowar]

самое простое - не мудрить, а просто ограничить напряжение аналогом мощного стабилитрона на уровне буферное+десятки милливольт(связка тл431+биполярник в параллель к каждой акб).
делать более навороченное не вижу смысла ввиду недоступности для измерений отдельных банок акб.

[EvilWrecker]

Спасибо за подробное введение. У нас очевидно будет значительно проще (и должно быть дешевле). Совсем в общих чертах задача такая: есть 4 аккумулятора емкостью 12 Ач. Маскисальный ток в нагрузку не более 4 А. Надо обеспечить надежную работу в течении гарантийного срока - 3 года. Большую часть рабочего времени аккумуляторы "висят в буфере". Напряжение выпадает нечасто (по крайней мере мы на это надеемся) , поэтому режим работы у них вполне щадящий. Основная задача для нас - обеспечить работу аккумуляторов в течении гарантийного срока. К сожалению все цены "прибиты к полу" поэтому аккумуляторы будут выбираться не из самых лучших. Их безусловно будут выбирать и проверять.

Четыре 12В банки по 4А это разумеется light case- можно сделать брэкет/кронштейн для крепления аккумуляторов которой будет держать и контактные измерители температуры и плату контроллера/балансировщика. Можно быстро прототипировать в 3д, точная печать сейчас достаточно доступна.

Сложность на мой взгляд тут в дешевых аккумуляторах- очевидно чт ов таком случае их судьба и качество работы это во многом дело случая.

Балансировка конечно хороша, но ее не просили и в цену соответственно не включили. Блок симметрии осуществляет только наблюдение/измерение. По его показаниям гирлянду аккумуляторов от зарядки можно отключить, можно десульфатацию провести, можно заглушить внешний источник и потренировать аккумуляторы на нагрузке. Хотим понять как при таких минимальных возможностях максимально продлить срок службы.

Отдельно очень интересуемся как на обычных кислотниках температуру мерять (и стоит ли этим заниматься). Клеммы у них самые обычные ножевые. Прицепиться к клемме и мерять температуру на ней очень непросто. Можем прижать к корпусу NTC резистор - понять бы в каком месте у аккумулятора может начаться разогрев и случается ли он в принципе?

У Вас девайс серийный? Вообще есть очень хорошая микросхема заточенная как раз под Ваш случай- с ней реализация могла бы выглядеть так: собственно LTC3305, к ней 5В Kinetis на ARM Cortex M0, интерфейс изолированный вроде CAN/RS485, ну и при желании измерители температуры- все на 4х слойке. Конкретные места подключения подсказать к сожалению не могу(связан бумажками) но могу сказать пару моментов:

- при определении зон перебрали около 23 аккумов с дефектами, а позже и 9 новых брали и "убивали" - что происходит смотрели через тепловизор: видно все достаточно хорошо.

- ключевое слово здесь "контактный",т.е критически важно тепловое сопротивление этого контакта.

В Вашем случае ограничился бы просто балансировщиком, но "настоящим" и хорошо сделанным.

[SWT-RUS]

...
У Вас девайс серийный? ...

Девайс у нас вполне себе серийный. Наш ориентир 4-ех значное количество. Если хорошо сделаем - будет 5-ти значное. Диджикейная цена на эту косточку даже не отпугнула - просто набок положила! У меня весь мониторинг должен в 30$ поместиться.

Опыт у Вас точно бесценный (для таких как мы по крайней мере), поэтому если есть обязательства, то конечно же на секреты не претендуем. А если что вдруг - то есть личка (шутка)
Идея с тепловизором понравилась - постараемся попробовать. Дайте хотя бы ссылку на тепловизор. Чтобы хотя бы на этом сэкономить.
На исследование (убийство) аккумуляторы нам поставщики надавали - наверное можно ради светлой цели их не щадить. Вопрос - а как вы их убивали?

[EvilWrecker]

Девайс у нас вполне себе серийный. Наш ориентир 4-ех значное количество. Если хорошо сделаем - будет 5-ти значное. Диджикейная цена на эту косточку даже не отпугнула - просто набок положила! У меня весь мониторинг должен в 30$ поместиться.

Линеары это конечно не лоукостовый производитель- но там качество и надежность дают многим прикурить: в принципе можно все вбить в 30 баксов, но надо у них напрямую покупать и сразу много (10 000).

Идея с тепловизором понравилась - постараемся попробовать. Дайте хотя бы ссылку на тепловизор. Чтобы хотя бы на этом сэкономить

В случае из моего поста были использованы TiX660 на ранних стадиях и TiX1000 на поздних, снимали со всех сторон разумеется. Это конечно ни разу не бюджетные приборы- но там другие не годились; думаю для Вашего применения проще взять в аренду что-то из сотой серии или аналог.

На исследование (убийство) аккумуляторы нам поставщики надавали - наверное можно ради светлой цели их не щадить. Вопрос - а как вы их убивали?

Было испытано много сценариев, в том числе:

- КЗ (при краевых значениях рабочего диапазона температур)

- разные профили потребления с числами много больше чем дозволено в документации на аккумуляторы

- перегрев клемм(в т.ч искусственное увеличение сопротивление контактов)

- жесткая разбалансировка

- утечка и загрязнение электролита

- перегрев и переохлаждение(+ то же, но на вибростенде)

Сразу отмечу: не доставайте тепловизор рядом с дешевым аккумом, защищаете его стеклянной камерой или другим, при опасных экспериментах костюм резиновый и маска + инструктирование персонала.


По поводу LTC3305- может подойти такой вариант: standalone включение, а сигналки выводить на какой-нибудь внешний модуль (DIN) с дискретными входами. В этом случае можно и на 2х слойке нормально развести.

[Егоров]

Решения не стоит склонять к модной мегадевайсовой микропроцессорной чепухе. Как правило, создатели таких винегретов не могут сами ответить на вопросы вроде: а что же произойдет ежели в левом переднем углу аккумулятора температура повысится на 0,1С. В их представлении должен сидеть штат из трех человек и круглосуточно пялиться на метровый цветной дисплей сего чудо-девайса, делая записи, а лучше распечатывая отчеты ни о чем.
В реальной практике все проще. Простой дешевый прибор должен балансировать аккумуляторы по заряду, не вмешиваясь в работу зарядного устройства.


То MANOWAR (самое простое - не мудрить, а просто ограничить напряжение аналогом мощного стабилитрона )
Я всегда за простые решения. Но это совсем не решение. Нужно не напряжение ограничивать, а выравнивать заряд.

[EvilWrecker]

Решения не стоит склонять к модной мегадевайсовой микропроцессорной чепухе.

В таком посыле это верно в основном для IoT, где толпы откровенных мерзачей пытаются засунуть странный функционал во все подряд чтобы заиметь очень сомнительное будущее, либо для Церкви Свидетелей Ардуино(а также RPi), которые делают все тоже самое только еще более криво.

Здесь же хоть и можно обойтись без МК чтобы уложиться в бюджет, без него девайс выйдет обрезанным. Если прочитать еще раз пост о каком именно МК шла речь то очевидно что ни о какой моде аля подключение балансировщика к интернету, поднятии на нем ведроида и выкладыванием графиков в инстаграм/твитер/фэйсбук речь не идет.

Любовь к созданию так называемых "простых решений" (где простота хуже воровства) мне известна в достаточной степени, это очередная религия поэтому разговор о ней лишен смысла.

[PCBExp]

В таком посыле это верно в основном для IoT, где толпы откровенных мерзачей пытаются засунуть странный функционал во все подряд чтобы заиметь очень сомнительное будущее, либо для Церкви Свидетелей Ардуино(а также RPi), которые делают все тоже самое только еще более криво.

Здесь же хоть и можно обойтись без МК чтобы уложиться в бюджет, без него девайс выйдет обрезанным. Если прочитать еще раз пост о каком именно МК шла речь то очевидно что ни о какой моде аля подключение балансировщика к интернету, поднятии на нем ведроида и выкладыванием графиков в инстаграм/твитер/фэйсбук речь не идет.

Любовь к созданию так называемых "простых решений" где (простота хуже воровства) мне известна в достаточной степени, это очередная религия поэтому разговор о ней лишен смысла.

В этом проекте работа делится на 2 части - аналоговую и цифровую. Совсем без контроллера мы тоже не сможем и эта часть работы успешно ведется в стороне. WEB на нем поднят. Каналов АЦП на том проце не так много и у меня задача прикрутить к нему аналоговую часть достаточную для решения весх проблем. Микросхема у Линеара замечательная - постараемся понять сколько она стоит в Европе ....

[wim]

Нужно не напряжение ограничивать, а выравнивать заряд.

Самое простое решение.

[EvilWrecker]

В этом проекте работа делится на 2 части - аналоговую и цифровую. Совсем без контроллера мы тоже не сможем и эта часть работы успешно ведется в стороне. WEB на нем поднят. Каналов АЦП на том проце не так много и у меня задача прикрутить к нему аналоговую часть достаточную для решения весх проблем. Микросхема у Линеара замечательная - постараемся понять сколько она стоит в Европе ....

Что хорошо в случае LTC3305- там можно обойтись только GPIO, при этом если еще нужен независимый монитор то можно мультиплексировать аналоговый сигнал на монитор- информативность не потеряется, благо часть функций дублирована балансировщиком. Говорить про дубликацию конечно не совсем верно потому что балансировщик выставляет флаги, а не числа- но в случае чего проблемы он отловит раньше чем монитор, это и к лучшему.

Самое простое решение.

Задачу ТС не решит ни разу, скорее добавит пару новых. Это к слову о простоте

[PCBExp]

Самое простое решение.

В нашей истории очень рискованно нагружать каждый аккумулятор цепью (которую нельзя порвать выключателем в транспортном положении) которая дает утечку больше чем собственная утечка батареи. Оборудование может храниться и перевозиться неопределенное время и может оказаться что на объекте распакуют шкаф с убитым наглухо аккумулятором.

[wim]

В нашей истории очень рискованно нагружать каждый аккумулятор цепью (которую нельзя порвать выключателем в транспортном положении) которая дает утечку больше чем собственная утечка батареи.

А что мешает это отключать? Это просто пример того, что для балансировки АКБ небольшой емкости вполне достаточно схемы на стабилитронах с разбросом напряжения стабилизации 0,1 В. А если не хочется лишнее тепло генерировать, можно вот такое сварганить.

[manowar]

мне выше уже возражали по поводу пассивной балансировки.
( но, для дешевых акб малой емкости, при недоступности отдельных банок, редком циклировании и постоянной работе в буфере...наворачивать вокруг этого что-то, меряющее температуру, влитые ампер-часы и прочие навороты- имхо излише. долголетия акб это не принесет, надежности не добавит, цену и время разработки увеличит)
осталось выяснить, насколько критично для тс техзадание, с измерением температуры итд, какого рода контроль требуется?
"Балансировка конечно хороша, но ее не просили и в цену соответственно не включили. Блок симметрии осуществляет только наблюдение/измерение"
поподробнее расписали бы, достаточно ли индикации или требуются графики, цифры с пятью знаками после запятой? индикация чего требуется? цена вопроса? насколько критичны отказы?
если критичны-непонятно стремление сэкономить на акб. если акб - еще и дешевый "гель"(а чутку поработавшие еще и склонны к обрывам при вибрации), последовательно включенный - то порой некоторым и два года работы в тепличных условиях, в буфере - много(что последовательно включенные акб-сугубо мои домыслы. может таки узел питания критичный и они, к примеру, четырежды продублированы, развязаны диодами, что в корне меняет дело, и мну весьма не прав, предполагая последовательное соединение)

[Егоров]

Самое простое решение.

Это не решение. Даже близко к решению не лежало. Это совершенно неработоспособная схема, авторы создали ее для самоуспокоения, мол как-то решили.
Ограничить напряжение на аккумуляторе (да еще так грубо) - не выровнять заряд. И потом, эту схему реально никто не собирал. Стоит ее только собрать и подключить к заряднику, как станет очевидна вся ее нелепость.
Сумма ограничительных напряжений никогда не совпадет с напряжением зарядного устройства.
Есть, конечно, несколько похожие шунтовые балансировщики. Но они строятся не так.

В этом проекте работа делится на 2 части - аналоговую и цифровую. Совсем без контроллера мы тоже не сможем и эта часть работы успешно ведется в стороне. - постараемся понять сколько она стоит в Европе ....

Вы сразу же подменяете свою задачу на посторонние. Вместо балансировки заряда - как обязательно трудоустроить микроконтроллер и штат при нем + как же купить определенную микросхему. Чтобы было "как в Европе".

[EvilWrecker]

Вы сразу же подменяете свою задачу на посторонние. Вместо балансировки заряда - как обязательно трудоустроить микроконтроллер и штат при нем + как же купить определенную микросхему. Чтобы было "как в Европе".

Мне вот тоже стало интересно- а причем тут Европа? По-хорошему ситуация ТС может выглядеть стандартным образом: есть функциональная платформа под ряд специфических задач(балансировщик) и оборудование между котором нужно поднять интерфейс для обмена данными. Не, я где-то видел попытки поднять эзернет или хотя бы кан на рассыпухе- но это есть не что иное как схемотехнический онанизм: лучше чем на специализированный ИМС не сделать, это факт собственно базирующийся на основах появления ИМС как таковых.

На самом деле, будучи контрактором, я очень хорошо понимаю о чем Вы говорите имея ввиду "как обязательно трудоустроить .. и штат при нем",в EU/US это действительно распространенная ситуация(точнее повальная) когда толпы(не преувеличиваю) занимаются непонятно чем, а результат еще и не думает показываться на горизонте.

А учитывая непомерную любовь к найму так называемых "highly skilled professionals" из самых глубин Индии, Пакистана и пр... Впрочем это уже будет флуд, однако полагаю что мысль выразил достаточно ясно.

если критичны-непонятно стремление сэкономить на акб. если акб - еще и дешевый "гель"(а чутку поработавшие еще и склонны к обрывам при вибрации), последовательно включенный - то порой некоторым и два года работы в тепличных условиях, в буфере - много(что последовательно включенные акб-сугубо мои домыслы. может таки узел питания критичный и они, к примеру, четырежды продублированы, развязаны диодами, что в корне меняет дело, и мну весьма не прав, предполагая последовательное соединение)

Это классическая постановка задачи- экономить везде, особенно где нельзя. Результата мало кого волнует, главное сэкономить(в т.ч на репутации?).

[wim]

Ограничить напряжение на аккумуляторе (да еще так грубо) - не выровнять заряд. И потом, эту схему реально никто не собирал. Стоит ее только собрать и подключить к заряднику, как станет очевидна вся ее нелепость.

Эта схема вполне работоспособная и я ее проверял. Там же на сайте есть видео, как эту схему подключали к реальным аккумуляторам.
Если посмотрите на нее внимательно, то увидите, что она не ограничивает напряжение на аккумуляторе. Она подключает шунтирующий резистор при напряжении на аккумулятора выше определенного порога, чем, собс-но и выравнивает заряд. А стабилитроны имеют разброс 0,1 В - если Вы считаете, что это слишком много, назовите свое число.

[Егоров]

Эта схема вполне работоспособная и я ее проверял. Там же на сайте есть видео, как эту схему подключали к реальным аккумуляторам.
Если посмотрите на нее внимательно, то увидите, что она не ограничивает напряжение на аккумуляторе. Она подключает шунтирующий резистор при напряжении на аккумулятора выше определенного порога, чем, собс-но и выравнивает заряд. А стабилитроны имеют разброс 0,1 В - если Вы считаете, что это слишком много, назовите свое число.

Вы смешиваете понятия конечного напряжения заряда и балансировки. Это типичное заблуждение.
Разброс напряжения стабилитронов - начальный и еще зависит от температуры. Каково конечное напряжение заряда - не знает никто. Разные зарядники заряжают по-разному. Одни до 13.6 в буфере, другие - до 14.4 вольта в циклическом режиме. Составная батарея из 6-8 аккумуляторов имеет такое напряжение, что линейка этих домотканых стабилитронов будет отличаться от него вольт на 10 и более. Я сталкивался с батареей из 32 аккумуляторов. Сидеть и подбирать стабилитроны - пустая затея.
Кроме того, если зарядный ток 5-10 ампер, то что там эти стабилитроны способны отвести? Миллиампер 100? И все - в тепло?
Балансировщик должен уравнивать напряжения на аккумуляторах НЕЗАВИСИМО от степени заряда. Т.е. если на составной батарее 22 вольта, то на каждом аккумуляторе должно быть 11, а не ждать пока один закипит при 14 а другой погибнет из-за глубокого разряда..
Это другая совсем схемотехника, есть несколько путей, я тему эту проштудировал достаточно внимательно, не с налету.
Оптимально построенный балансировщик работает так же, как нормальный унитаз, выполняет свою четко оговоренную простую функцию и ему никакие интерфейсы не нужны, разве что выключатель, если батарея долго не работает, хранится.
Другое дело, если за унитаз берутся современные профессионалы. Тут будет и учет воды, и ее температура и сколько за год в унитаз накакали и какие децибеллы при этом раздавались. Все это можно будет посмотреть на метровом мониторе. Еженедельно нужно будет только прикупать обновления ПО и вызывать админа по его инсталляции. Так я всегда против таких решений.

последовательно включенный - то порой некоторым и два года работы в тепличных условиях, в буфере - много(что последовательно включенные акб-сугубо мои домыслы.

"Тепличный режим" в буфере погубит батарею в течение года, снизится емкость. Раз в 3-4 месяца батарею нужно разряжать и заряжать каким-то образом полностью (до 14.1). Потом можно опять в буфер.
Конечно, для одноразовых офисных UPS никто этим не занимается, но для батареек со 100 Ач аккумуляторами такое проделывать очень полезно.

[SWT-RUS]

Вопрос всё-таки остаётся открытым. При каких отклонениях по напряжению можно считать, что симметрия нарушена и пора предпринимать какие-либо действия и собственно какие действия можно предпринять (помимо очевидной балансировки)?

[Егоров]

Балансировать, "пока балансируется", непрерывно. Не нужно ждать какого-то толчка в спину для активных действий.
Изготовители считают, что хорошая степень балансировки достигается при разности напряжений в 100 мВ. По крайней мере, такая цифра встречается в статьях о балансировке.
Ну а другие действия... не знаю. Вы что, хотите чтобы поднималась тревога если аккумуляторы на складе усохли на 1.5% по массе, нагрелись-остыли на 2С или для чего вся затея?
Не очень для меня понятно : это эксплуатация реальной батареи или все-таки какое-то предпродажное тестирование?

[SWT-RUS]

Балансировать, "пока балансируется", непрерывно. Не нужно ждать какого-то толчка в спину для активных действий.
Изготовители считают, что хорошая степень балансировки достигается при разности напряжений в 100 мВ. По крайней мере, такая цифра встречается в статьях о балансировке.
Ну а другие действия... не знаю. Вы что, хотите чтобы поднималась тревога если аккумуляторы на складе усохли на 1.5% по массе, нагрелись-остыли на 2С или для чего вся затея?
Не очень для меня понятно : это эксплуатация реальной батареи или все-таки какое-то предпродажное тестирование?

1. Балансировки не будет.
2. Хочется сообщать в систему верхнего уровня о том, что один из 4-х аккумуляторов выбивается из толпы и требует замены.
Отсюда и вопрос при какой разности напряжений сообщать?
3. Вопрос о действиях исходит из того, что плохой аккумулятор может навредить хорошим (недозаряд/перезаряд последних)

[Plain]

Я Вам в предыдущей Вашей кросстеме по данному вопросу уже посоветовал решение — достаточно одного преобразователея 12/48 В и всего двух аккумуляторов, с постоянным их контролем на полную мощность в чередовании — тогда моментом будет ясно, что один однозначно подох и требует замены, а на втором ящик гарантированно продержится, и всё это — безо всяких круглых синих печатей на всевозможных заклинаниях, типа гарантий производителей, статистики от участников форума и т.п.

[Егоров]

1. Балансировки не будет.
3. Вопрос о действиях исходит из того, что плохой аккумулятор может навредить хорошим (недозаряд/перезаряд последних)

Тогда ждите пока выбьется и заменяйте. Всю составную батарею. Один аккумулятор убьется глубоким разрядом, один или несколько выкипят от перезаряда.
Вы никогда не соберете составную батарею из совершенно одинаковых по емкости батарей. Система заумного стопроцессорного мониторинга будет поднимать тревогу сразу же, на новехоньких батареях. Динамика напряжений заряда и разряда разность в 100 мВ почти гарантировано обеспечит. А при 1В - и так выбросить придется, вынужденно, по факту неработоспособности.

[SWT-RUS]

Я Вам в предыдущей Вашей кросстеме по данному вопросу уже посоветовал решение — достаточно одного преобразователея 12/48 В и всего двух аккумуляторов, с постоянным их контролем на полную мощность в чередовании — тогда моментом будет ясно, что один однозначно подох и требует замены, а на втором ящик гарантированно продержится, и всё это — безо всяких круглых синих печатей на всевозможных заклинаниях, типа гарантий производителей, статистики от участников форума и т.п.

Если бы была возможность использовать две батареи аккумуляторов мы бы здесь не напрягали почтенную публику. То что 2 батареии (а то и 4) есть норма в шкафах у ОПСОСов это нам хорошо известно. У нас шкаф попроще и там такая растрата не прокатит. Надо как-то электроникой извратиться - добиться надежности.

Кроме 100 милливольтного отклонения одного от показаний остальных есть еще какие нибудь приметы смерти? Мы можем мерить напряжение на каждой банке и ток в гирлянде. Температура только общая на всех и на расстоянии пары сантиметров. Может есть какой режим в котором болячка вылезает быстрее - например при разряде в нагрузку? Мы можем принудительно заглушить источник и потренировать аккумуляторы на нагрузке. Теоретически можем оторвать гирлянду аккумуляторов от нагрузки (заряда) и промерить ее на холостом ходу.

[Plain]

Я говорю про две батареи в виде двух 12-вольтовых аккумуляторов и один преобразователь 12 В в 48 В. Кто вообще при смешных 4 А заложился на 48 В?

[SWT-RUS]

Я говорю про две батареи в виде двух 12-вольтовых аккумуляторов и один преобразователь 12 В в 48 В. Кто вообще при смешных 4 А заложился на 48 В?

Не сразу но понял о чем Вы. О таком вообще не думали - надо будет посчитать. В этом случае имеет смысл поставить 2 батареи помощнее. 48 вольт нужно для телекоммуникационного оборудования - для него это стандарт и он не обсуждается. Есть к сожалению ТЗ от заказчика где прописаны 4 батареи, но преобразователь точно будет дешевле.

Получается что при работе на нагрузку 48 вольт с током 3 ампера в течении 4 часов мне нужен аккумулятор емкость 48 Ач*КПД преобразователя (приблизительно)

Хороша была идея но по деньгам не проходит (или в притирку). 50 Ач это практически автомобильный аккумулятор. Самый дешевый я нашел за 2400 (не безымянный) это сейчас 40$. Преобразователь на 200 ватт тоже никак не меньше 20$ + приключение для источника питания. Ему кормить нагрузку 48 вольт и заряжать аккумулятор на 12, но подумать есть над чем..

[Егоров]

Получается что при работе на нагрузку 48 вольт с током 3 ампера в течении 4 часов мне нужен аккумулятор емкость 48 Ач*КПД преобразователя (приблизительно)

Нет, не получается. Давайте еще раз обсчитаем.
48Вх3х4 =576 Втч. пусть КПД преобразователей-стабилизаторов 90%, это 640 Втч. Батарея в процессе эксплуатации считается исправной при емкости 80% от номинальной, это 800 Втч.
Батарея отдает заявленную мощность при 20-часовом разряде, при 4-часовом можете еще 25% смело набросить, это будет 1066 Втч.
А теперь можно и аккумуляторы выбирать. Среднее разрядное 11.9, кажется , можно уточнить. Т.е. потребуется 12-вольтовая батарея 90 Ач, 24-вольтовая 45 Ач, 48-вольтовая 24 Ач.
Где-то так.
Возвращаясь к мониторингу, еще раз попробую пояснить бесполезность этой функции.
Температура? Ничего Вы по температуре не определите , если будете эксплуатировать батарею в нормальных режимах заряда-разряда. Разве что зафиксировать пожар на борту, так это не к батареям одним относится.
Разность напряжений - следствие, а не причина. Без балансировки эта разность будет всегда (даже с новенькими аккумуляторами) и будет нарастать. Это не повод менять батарею, формально даже при разности в 0.2 В она может быть вполне исправна. По мгновенным измерениям практически ничего о батарее сказать нельзя, нужны контрольные полноценные циклы заряда и разряда.

[Abell]

есть 4 аккумулятора емкостью 12 Ач. Маскисальный ток в нагрузку не более 4 А. Надо обеспечить надежную работу в течении гарантийного срока - 3 года. Большую часть рабочего времени аккумуляторы "висят в буфере". Напряжение выпадает нечасто (по крайней мере мы на это надеемся) , поэтому режим работы у них вполне щадящий. Основная задача для нас - обеспечить работу аккумуляторов в течении гарантийного срока.

По моему скромному имхо, эта задача больше не к кислотным аккумуляторам, а к суперконденсаторам (ионисторам) тяготеет

Балансировка конечно хороша, но ее не просили и в цену соответственно не включили. Блок симметрии осуществляет только наблюдение/измерение. По его показаниям гирлянду аккумуляторов от зарядки можно отключить, можно десульфатацию провести, можно заглушить внешний источник и потренировать аккумуляторы на нагрузке. Хотим понять как при таких минимальных возможностях максимально продлить срок службы.

Не измеряя плотность электролита или напряжение на каждой отдельной банке - никак. И без резервных батарей тоже никак - если, пока Ваш блок десульфатацию проводит, как раз и напряжение "выпадет"?

[Plain]

Есть к сожалению ТЗ от заказчика где прописаны 4 батареи

Если заказчик этим подразумевает, что он не настолько туп, и имеются ввиду четыре батареи по четыре 12-вольтовых аккумулятора в каждой, то это ещё куда ни шло, но всё равно, предприятие его мельче мелкого — на фоне настоящего стандарта в данной области, а именно, повторю, безусловный резерв из нескольких батарей, каждая из которых набрана отдельными и индивидуально обслуживаемыми банками, т.е. 2-вольтовыми даже не кирпичами, а уже пеноблоками, и с контактами вплоть до диаметром с руку.

И вопрос всё о том же — что в которой уже по счёту теме Вы мечтаете таки увидеть и подписаться под некоей чудо-бумагой, которая обоснует требуемое к освоению 30-долларовое решение, по цене которого, пардон, в данной отрасли вполне нормально продавать разве что бирку для патчкорда, и околонаучно отгородит Вас от разорения снежным комом рекламаций.

[SWT-RUS]

Если заказчик этим подразумевает, что он не настолько туп, ....

В этом изделии строго 4 отдельных аккумулятора по 12 вольт каждый. Всего 48 вольт - 1 гирлянда без резервирования к сожалению. Заказчика я не обсуждаю - я на него молюсь. Если упрусь рогом в неразрешимое - тогда будем обсуждать сним увеличение бюджета а пока ищем (хотя я уже и так знаю что мне скажут). Температуру мы мерять на каждом аккумуляторе не будем - только напряжение. Будет одна общая температура в аккумуляторном отсеке. Ионисторов там не хватит (или они стоить будут как чугунный мост) 4 часа только кислотники протянут (за разрешенную цену)

[Александр Козлов]

К четырем АКБ делаем три одинаковых блока балансировки. Первый балансирует банки 1-2, второй 2-3, третий 3-4. В итоге вся батарея будет сбалансирована. Разбаланс 0,1В допустимый, 0,25В уже аварийный. Надо стремиться попасть в диапазон +-0,05В.
Включается балансировка (обычно) в режиме зарядки при напряжении на АКБ 13,8х4=55,2В. При спаде напряжения до 52,6В балансировка блокируется.
Температура не учитывается.

[SWT-RUS]

К четырем АКБ делаем три одинаковых блока балансировки. Первый балансирует банки 1-2, второй 2-3, третий 3-4. В итоге вся батарея будет сбалансирована. Разбаланс 0,1В допустимый, 0,25В уже аварийный. Надо стремиться попасть в диапазон +-0,05В.
Включается балансировка (обычно) в режиме зарядки при напряжении на АКБ 13,8х4=55,2В. При спаде напряжения до 52,6В балансировка блокируется.
Температура не учитывается.

Спасибо за ответ, можно ли поинтересоваться на основании чего сделаны соответствующие выводы о граничных значениях.
Если мы всетаки уговорим заказчика на балансировщик то это будет один блок - из экономических соображей. Не вижу смысла дублировать на 2-ом и 3-ем аккумуляторах эти куски - или объясните зачем это надо. Но чувствую что по тем же экономическим соображениям до этого вообще не дойдет...

Кроме этого встал вопрос о профилактики сульфатации. В инструкции к одной мудреной зарядке нашли забавный график (во вложении). Из него видно что напряжение на аккумуляторах меняется с некоторой периодичностью. Вопрос - это надо делать на полностью разряженных аккумуляторах или полностью заряженных? Из графика видно что аккумуяторы после "встряски" разряжены

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Егоров]

Спасибо за ответ, можно ли поинтересоваться на основании чего сделаны соответствующие выводы о граничных значениях.

напряжение на аккумуляторах меняется с некоторой периодичностью. Вопрос - это надо делать на полностью разряженных аккумуляторах или полностью заряженных?

Уже говорилось. что разбаланс 100 мВ. а лучше 50, рекомендуют изготовители батарей. Поищите материалы самостоятельно.
Речь идет о циклическом заряде. Сначала заряжают до 14.1, потом зарядку прекращают и ждут пока не упадет напряжение ниже равновесного , (12.6-12.7 обычно) после этого опять заряжают до 14.1.
Для этого нужен более-менее сообразительный зарядник. Если такового нет, то ограничиваются буферным режимом 13.6-13.8 В, но разок в 3-6 месяцев аккумулятор полностью разряжают и заряжают до 14.1 от отдельного источника. иначе, батарея постепенно теряет емкость.

[Александр Козлов]

Будте реалистом. Не верьте фирменным рисуночкам и бредовым фирменным вымыслам. Не работает это все, проверено.
Верьте только себе и природе.
Сульфатация это чрезмерный рост кристаллов сульфата. Для его предотвращения пре достаточно периодически заряжать и разряжать АКБ. А это и происходит в процессе балансировки (отбор заряда из одной АКБ и отдача в другую). Если долго не было заряда или разряда надо кратковременно включить режим балансировки сигналом от контроллера.
Предложенный принцип позволяет строить практически любые батареи 24,48, и т д
Устройство будет простейшим и недорогим и дубовым. Счетверенное устройство это уже далеко за гранью здравого смысла: дорого и не надо
Параметры дал верные, можете поискать сами на просторах интернета.

[Егоров]

Сульфатация это чрезмерный рост кристаллов сульфата. Для его предотвращения пре достаточно периодически заряжать и разряжать АКБ. А это и происходит в процессе балансировки (отбор заряда из одной АКБ и отдача в другую).

Ну, наверное, не совсем так. Идеальная балансировка - параллельное включение. Однако же, сульфатация при этом происходит.
Не следует смешивать две совершенно различные по природе проблемы.

[Александр Козлов]

Попробуйте вырастить большой кристалл, если раствор периодически перемешивается. Если это происходит, то совсем неважно как назвать процесс десульфатация, балансировка.
Просто для справки. Десульфатация производится отбором заряда и его возвратом в АКБ. Балансировка производится отбором заряда из одного и возвратом в другой.
Что сову об пенек, что сову пеньком...

Идеальная балансировка - параллельное включение.
Да, на несколько десятков секунд...

[SWT-RUS]

Уже говорилось. что разбаланс 100 мВ. а лучше 50, рекомендуют изготовители батарей. Поищите материалы самостоятельно.
Речь идет о циклическом заряде. Сначала заряжают до 14.1, потом зарядку прекращают и ждут пока не упадет напряжение ниже равновесного , (12.6-12.7 обычно) после этого опять заряжают до 14.1.
Для этого нужен более-менее сообразительный зарядник. Если такового нет, то ограничиваются буферным режимом 13.6-13.8 В, но разок в 3-6 месяцев аккумулятор полностью разряжают и заряжают до 14.1 от отдельного источника. иначе, батарея постепенно теряет емкость.

Про 100 мВ понятно, а что скажете о верхней границе (250 мВ)? Откуда взялась эта цифра: из каких соображений или приведите источник?

Что касается профилактики сульфатации. Умышленный полный или даже частичный разряд не возможен, так как при пропадании напряжения в сети во время профилактики получаем в среднем полу-разряженные аккумуляторы, следовательно оборудование от таких АКБ проживёт не очень долго.

Вопрос сформулирую несколько иначе: Можно ли провести профилактику сульфатации не разряжая батареи?

[Александр Козлов]

1. При испытании АКБ требуют, чтобы разряженная батарея ставилась на разряд не позднее чем через три часа после разряда.
Так что о десульфатации раз в несколько месяцев надо забыть навсегда.

2. При температуре 26,7 град. С
12,65В- 100%
12.50В -90%
12,42В -80%
12,32В-70%
12,20В -60%
12,06В-50%
11,90В-40%
11,75В-30%
11,58В-20%
11,31В-10%
10,5-0
Температурный коэффициент – минус 18 мВ/градус .
Не надо быть семидесяти пядей во лбу, чтобы понять, что 0,05В это в пределах 10% по емкости АКБ, а вот 0,25 это уже побольше 20%.
Кстати, если емкость батареи упала на 50% ее надо просто выбрасывать.
Думайте...

"Что касаемо температуры - не встречал таких методов контроля.,"
Да оно и не надо при балансировке.
Вот при десульфатации, для оценки степени заряженности АКБ по напряжению, придется учитывать температуру.

[Егоров]

1. При испытании АКБ требуют, чтобы разряженная батарея ставилась на разряд не позднее чем через три часа после разряда.
ру.

Здесь, похоже, просто оговорка.
Да, действительно, батарею нельзя долго хранить разряженной. Я встречал в учебниках цифру 20 минут. Если не начать хоть немного заряжать - необратимая потеря емкости. На практике в упор разряженная батарея, пролежавшая сутки потеряла две трети емкости.
Вот почему все изготовители рекомендуют для продления срока службы разряжать батарею всего на 50-60%, а в особых случаях, где важен ресурс -буферные батареи ветро и солнечных генераторов автономных систем- не более чем на 30%
Когда батарею выбрасывать - дело вкуса. Стандартный параметр изготовителя по которому определяют годность батареи - емкость ниже 80% от номинальной.

[Александр Козлов]

Да, описался.
Кстати, о десульфатации.
Пару месяцев тому обратно притащили автомобильную АКБ (65*час). Простояла более года полностью разряженная. Засульфатирована до того, что напряжение 10мВ, при зарядке текут миллиамперы.
Все попытки оживить ее различными "фирменными" приемами (подачей импульсов, зарядкой реверсивными токами) не дали результатов. На второй день позвонил человеку и посоветовал АКБ отнести на свалку. Но он очень просил ее оживить. Взял источник и стал подавать постоянное напряжение, постепенно увеличивая его. Вольтах на 70-80 начал возрастать ток, я его ограничивал и уменьшал напряжение. После этого поставил на зарядку от УЗА-12 в режиме десльфатации. Короче, получил емкость 70% от номинальной, а потом батарею забрали. Работает, однако.

[SWT-RUS]

Да, описался.
Кстати, о десульфатации.
Пару месяцев тому обратно притащили автомобильную АКБ (65*час). Простояла более года полностью разряженная. Засульфатирована до того, что напряжение 10мВ, при зарядке текут миллиамперы.
Все попытки оживить ее различными "фирменными" приемами (подачей импульсов, зарядкой реверсивными токами) не дали результатов. На второй день позвонил человеку и посоветовал АКБ отнести на свалку. Но он очень просил ее оживить. Взял источник и стал подавать постоянное напряжение, постепенно увеличивая его. Вольтах на 70-80 начал возрастать ток, я его ограничивал и уменьшал напряжение. После этого поставил на зарядку от УЗА-12 в режиме десльфатации. Короче, получил емкость 70% от номинальной, а потом батарею забрали. Работает, однако.

Наткнулись на просторах интернета вот та такое чудо http://at-systems.ru/products/a-t-sys/culo...testers-y.shtml Если верить авторам то можно выловить засульфатированный аккумулятор причем на ходу. Чувствую что придется купить такую штуку для входного контроля (как минимум). Может кто-нибудь прокомментировать как она работает и что меряет? Очень не хочется за 28тыр купить измеритель погоды на Марсе

[wim]

как она работает и что меряет?

Измеряют внутреннее сопротивление, все остальное - понты:

Прибор посылает в аккумулятор тестовый сигнал, затем осциллограмма очень слабого отклика аккумулятора на этот сигнал обрабатывается прибором и пересчитывается в величину емкости аккумулятора. Для этого пересчета используются полученные нами эмпирические зависимости. Математически можно интерпретировать наш метод, как измерение внутреннего сопротивления аккумулятора (проводимости аккумулятора) на некотором наборе частот частотах. Однако наши приборы именно анализируют осциллограмму, а не измеряют проводимость.

[Александр Козлов]

Если аккумулятор сульфатирован, то в начале зарядки напряжение на нем будет падать. Для диагностики достаточно.

[SWT-RUS]

Если аккумулятор сульфатирован, то в начале зарядки напряжение на нем будет падать. Для диагностики достаточно.

Я правильно понимаю физику процесса? Кристалл сульфата еще не окончательно отключил банку а подгрузил некоторым сопротивлением. При протекании тока этот кристалл (перемычка) греется и его сопротивление уменьшается - как следствие снижается падение напряжение на аккумуляторе. Потом перемычка перегорает и напряжение растет. Если же на аккумуляторе ничего не меняется, это означает что тока недостаточно чтобы разогреть перемычку. Мы увеличиваем ток либо до начала процесса перегорания перемычки либо до ограничения источника питания.

[SWT-RUS]

Прелесть этого эффекта в том, что наш импульсный источник дистанционно управляемый и может менять напряжение на выходе в достаточных пределах. Есть надежда попытаться дистанционно растолкать залипшую банку

[Михаил77]

Имеем электропитающую установку для шкафа. В ней имеется батарея из 4 кислотных аккумуляторов. По ТЗ требуется блок симметрии батарей. Как он работает (меряет температуру и напряжение на каждом аккумуляторе) понятно. Интересует теория - какое отклонение по температуре и напряжению (при известной общей температуре) считать опасным отклонением. Может кто какие исследования проводил, какие-то штатные/нештатные ситуации вылавливал - крайне интересно. Заранее спасибо.

В любых АКб мерить симметрию можно ТОЛЬКО под нагрузкой. Учитывая наличие двойного электрического слоя, и непрерывный плавающий заряд, измерение напряжения ничего не даст - оно будет одинаковым. Поэтому, измеряем ток. И смотрим напряжение. Соответственно перемножаем разницу в напряжении на ток нагрузки - ИИИ... получаем разбаллансировку в ВА. А дальше, зависит от ёмкости АКБ. Если это менее 1-5%, то ничего... а вот если больше.... Не весело.

Удачи

[Александр Козлов]

Измерение производится с точностью, например +-5% или +-10%.
Если погрешность велика, но не более +-15% устройство не измеритель, а индикатор.
Жывопырки с трехсекундным измерением дают погрешность +-50%. Это не измеритель, не индикатор-просто дурилка электронная...