reklama

LiPolky, LiIonky, omezovače a balancery

12.03.2006, zd, Komentáře (9)

V poslední době se množí dotazy nad přínosy a rozdíly v působení omezovačů a balancerů při nabíjení Lixx článků.
Zde je srovnání jejich základních vlastností.

Představme si články jako nádoby naplněné porézním materiálem. - nejlépe vany. Výška hladiny je napětí, objem napuštěné vody je nabitý náboj. Porézní materiál je vnitřní odpor (brzda průtoku). Ďoura pod špuntem je odběr, který je ze všech v jednom okamžiku stejný (odběr je sériový). Kohoutky je v principu napouštějí taky stejným průtokem (nabíjení je taky sériové). Napouštění se automaticky zastaví, pokud součet hladin dosáhne maximální hodnoty. Vypouštění je nutné zastavit při určité úrovni hladiny aby se vana nepoškodila (třeba by se rozeschla). Tato úroveň není měřena na každé zvlášť, ale v součtu.


1. Nemáme ani omezovač, ani balancer:

a.) Všechny články jsou stejné a OK.
Není co řešit. Hladiny stoupají stejně, po dosažení maxima je napouštění zastaveno, hladiny a objem všech van jsou stejné. Při vybíjení hladiny klesají stejně, po dosažení minima je vypouštění zastaveno, minimální hladiny a zbytkový objem van jsou taky stejné. Ideální stav. Dojde-li ale k poruše napouštěcích ventilů, všechny vany přetečou (články bouchnou).

b.) Všechny články nejsou stejné (pokles kapacity nebo zvýšený vnitřní odpor).
Máme problém. Hladiny stoupají různou rychlostí, u poškozené vany rychleji (v důsledku menšího objemu nebo pomalejšího vstřebávání do porézního materiálu). Taková vana přeteče (článek bouchne) dříve než je dosaženo povolené maximum a zastaveno napouštění. Při vybíjení je situace obdobná (předpokládejme správně naplněné vany). Hladina v poškozené vaně klesá rychleji (je v ní menší objem vody, vliv vnitřního odporu je těžko v této situaci přirovnat, nicméně rovněž způsobuje rychlejší pokles hladiny) a její pokles probíhá na pozadí relativně vysokých hladin objemnějších van. Po vypnutí na minimum je slabší vana téměř prázdná (a poškozena ještě více), u ostatních je ještě voda k dispozici (minimum je měřeno součtem hladin).

Slabší vana trpí jak při nabíjení, tak při vybíjení. Je-li napouštění přerušeno dříve, než slabší vana přeteče, je ve všech stejný objem vody a slabší vana je při vybíjení týrána méně (uplatňuje se jen pokles napětí na vnitřním odporu, nadměrné odebrání objemu ne), protože v těch poloprázdných lepších hladina také poklesla rychleji a nepřekryly tak rychlejší pokles v té slabší.

 

2. Máme omezovač, neboli přepad ve vaně. Pokud hladina nastoupá určitou výšku, odvede nadbytečnou přitékající vodu.

a.) Všechny články jsou stejné a OK.
Není co řešit. Hladiny stoupají stejně, po dosažení maxima je napouštění zastaveno, hladiny a objem všech van jsou stejné a nižší než přepad. Při vybíjení hladiny klesají stejně, po dosažení minima je vypouštění zastaveno, minimální hladiny a zbytkový objem van jsou taky stejné. Ideální stav. Dojde-li k poruše napouštěcích ventilů, žádná vana díky přepadům nepřeteče (články nebouchnou).

b.) Všechny články nejsou stejné (pokles kapacity nebo zvýšený vnitřní odpor).
Máme problém. Hladiny stoupají různou rychlostí, u poškozené vany rychleji (v důsledku menšího objemu nebo pomalejšího vstřebávání do porézního materiálu). Vana ovšem nepřeteče (článek nebouchne) a do doby dosažení povoleného maxima jsou napouštěny jen ty zbývající. Při vybíjení je situace stejná jako v 1. b).

Slabší vana trpí jen při vybíjení. Je-li napouštění přerušeno dříve, než slabší vana dosáhne přepadu, je ve všech stejný objem vody a slabší vana je při vybíjení týrána méně (uplatňuje se jen pokles napětí na vnitřním odporu, nadměrné odebrání objemu ne), protože v těch poloprázdných lepších hladina poklesla také rychleji a nepřekryly tak rychlejší pokles v té slabší.

 

3. Máme balancer, neboli snímače hladin v jednotlivých vanách a přídavne ventily na kohoutcích. Pokud hladina v některé vaně stoupá rychleji, je přítok přiškrcen tak, aby hladiny stoupaly stejně rychle. Objem dodaný do jednotlivých van tak není stejný.

a.) Všechny články jsou stejné a OK.
Není co řešit. Hladiny stoupají stejně, balancer se neuplatní. Po dosažení maxima je napouštění zastaveno, hladiny a objem všech van jsou stejné a nižší než přepad. Při vybíjení hladiny klesají stejně, po dosažení minima je vypouštění zastaveno, minimální hladiny a zbytkový objem van jsou taky stejné. Ideální stav. Dojde-li ale k poruše napouštěcích ventilů, všechny vany přetečou (články bouchnou).

b.) Všechny články nejsou stejné (pokles kapacity nebo zvýšený vnitřní odpor).
Máme problém. Hladiny by stoupaly různou rychlostí, ale balancer to nedovolí výměnou za pomalejší přítok do poškozené vany (v důsledku menšího objemu nebo pomalejšího vstřebávání do porézního materiálu). Slabší vana proto nepřeteče (článek nebouchne) a do doby dosažení povoleného maxima jsou přednostně napouštěny ty zbývající. Při vybíjení je situace podobná jako v 1. b), ale zhoršená tím, že do slabší vany byl dodáván menší objem už od začátku, nikoliv až po jejím naplnění. Tudíž při vypouštění bude ta slabší vždy vycucnuta jako první a více než ty ostatní.

Slabší vana trpí jen při vybíjení. Bez ohledu na okamžik přerušení nabíjení, je ve všech vždy různý objem vody a slabší vana je při vybíjení týrána ze všech možností nejvíce (uplatňuje se jak pokles napětí na vnitřním odporu, tak menší naplněný objem), protože v těch lepších hladina klesá pomaleji a překryjí tak rychlejší pokles v té slabší.

 

Tolik k principu. Snad je to pochopitelné. Prostě snahou by mělo být do všech článků accu dostat stejný náboj (množství vody). Proto by měly být nabíjeny stejným proudem (což balancer nedělá) a z důvodu bezpečnosti s omezením max. napětí na 4,2V (což dělá omezovač a některé balancery). Nicméně potřeba omezení se projeví až u rozhozených článků a v následném vybití je spíše na škodu...

Pominul jsem nějaké niance v provedeních. Lipocard je zároveň omezovač, tudíž ohlídá problém 3.a), BLCR4F má vlastní odběr a tak při výpadku napájení vany vypustí a zničí a podobně. 

Hllavní problém věci zvané omezovač vidím v bodu 3.b), kdy jednoznačně a z principu způsobuje zrychlení ničení slabšího článku (následným podvybitím), zejména pokud je nabíjení přerušeno předčasně. Slabší článek je v kterékoliv fázi nabíjení nabíjen méně než ty silnější, což není případ holého nabíječe (tam je nabíjen stejně a na konci přebíjen) ani omezovačů (nabíjen stejně, po naplnění je na něm nabíjení zastaveno).

 

Několik dalších vyjádření od accu znalců a odborníků:

 
erektus 04.03.2006 00:23:33
Dejme tomu že se článkům v sadě mírně liší vnitřní odpor. To se stává. Nabíjíš a v půlce při plném proudu odepneš aku.
Situace s balancérem: Všechny články pod proudem stejné napětí. Po vypnutí proudu budou mít články s vyšším odporem nižší napětí (tím zřejmě i naakumulovaný náboj). Tím že je vylítáš ke dnu budou zas víc a víc vybitý.
Situace bez: články mají různé napětí pod proudem, po odepnutí napětí +- bude stejné. Kapacita dodaná také. Riziko poškození je nižší. 
 
novfra 04.03.2006 09:14:14  
Jediná správná metoda nabíjení Li-xxx je srovnání na koncové napětí a úplné nabití. Pokud jsou jednotlivé články jen trošku rozhozené (čti nejsou naprosto stejné a to se s přibývajícimi cykly stane u každé sady) je rovnání na stejné napětí během nabíjení zvěrstvo. Uživatele sady to jen oblbne, jak perfektní má sadu, opak je pravdou.
Pro kontrolu doporučuji starší sadu, nabíjet balancerem, který rovná články po celou dobu nabíjení. Sadu dopojit někde mezi 40-70% dodané kapacity a vybít každý článek samostatně (paraleleně spojené články se mohou vybíjet jako jeden) proudem jako v modelu na vybíječce s výpisem na PC a po vybití všech článků doporučuji porovnat jednotlivé grafy. Po vybití jednotlivých článků na stejnou hodnotu doporučuji nabít sadu bez balanceru, opět na kapacitu 40-70% (ale na stejnou hodnotu jako s balancerem) a vybít jednotlivé články zvlášť opět s kontrolou průběhu I U C na stejné koncové napětí. Ten rozdíl je jasný.
 
 
mpaulen 04.03.2006 10:32:48

Nie je ucelom aby clanky mali rovnake napatie, ale rovnaky naboj! Teda oba, balancer aj obmedzovac sadu len kazia, pretoze slabsi clanok dostane menej, a pri vybijani dochadza k jeho podbijaniu a niceniu. Mat vsak obmedzovac je nutnost, pretoze clanky pri nabiti nad 4.25 V vybuchnu.
ALE ZDORAZNUJEM, OBA AJ BALANCER ALE AJ OBMEDZOVAC SADU NEZROVNAJU, ALE NAOPAK JU ROZHADZUJU.
CLANKY BY MALI BYT IDEALNE ZROVNANE NA VYBIJACIE NAPATIE A NIE NABIJACIE. PRETOZE AJ TAK SADA JE LEN TAKA SILNA AKO JEJ NASLABSI CLANOK.

© 2010 Ludvík Novotný