Vzporedna vezava dveh Li-Ion akumulatorjev

[yacksy]

Razmišljam o občasni uporabi obstoječih Li-Ion akumulatorjev, ki jih običajno uporabljam za poganjanje baterijskih orodij, v varianti, kjer bi 2 akumulatorja (4 Ah, 8 Ah) vezal vzporedno.

Glede na to, da imam kar nekaj baterijskega orodja, ki za delovanje uporablja 2 akumulatorja (predvidevam da v zaporedni vezavi), imam par "parov akumulatorjev", ki so bili kupljeni skupaj in se tudi uporabljajo skupaj. Torej bi v teoriji morali biti po lastnostih celic zelo blizu skupaj. Če bi oba (zelo podobna) akumulatorja napolnil in ju vezal vzporedno, verjetno ne bi bilo nič narobe in bi zadeva delovala brez večjih težav. Ampak rad bi imel nekakšno zaščito, da bi v tako konfiguracijo lahko priklopil tudi akumulatorja, ki se v lastnostih razlikujeta. Torej bi med akumulatorjema potreboval neko vezje, ki bi igralo vlogo zaščite in (v idealnem primeru) razdelitve porabe med akumulatorja. Bi pa tako vezje moralo zdržati malo konkretnejše tokove (recimo 10A v špicah).

A se je kdo s tako zadevo že igral? Obstaja že kaka rešitev (vezje, naprava), ki se jo lahko kupi in uporabi za tak namen?

[reber]

To kar ti pišeš, da imaš pare baterij, da sta obe precej enaki, bi bolj veljalo za zaporedno vezavo, kjer res rabiš čim bolj enake baterije po kapaciteti.
Pri vzporedni vezavi enaka kapaciteta nima nobene vloge. Edino na kar moraš pazit je to, da ko dva ali več baterij povežeš skupaj, da sta/so na približno enaki napetosti. Povezovanje dveh ali več baterij z različno napolnjenostjo lahko požene tok iz polne v prazno, večja bo razlika, večji bo tok. Majhna razlika ne bo povzročila večjih tokov, če pa bi povezal prazno in polno, bi bil tok lahko do škode velik. Posebnih vezij za prilagoditev in zaščito ne rabiš, če boš pazil na stopnjo napolnjenosti. V vsakem primeru je varovalka za vsako baterijo posebej zelo koristna, omenjenih 10A sploh ni nek velik tok in ja, če ti je to dovolj, daj 10A varovalko za vsako baterijo. Z 10A varovalko bi zaščitil baterije tudi če bi povezal prazno in polno baterijo.

[yacksy]

... Edino na kar moraš pazit je to, da ko dva ali več baterij povežeš skupaj, da sta/so na približno enaki napetosti. Povezovanje dveh ali več baterij z različno napolnjenostjo lahko požene tok iz polne v prazno, večja bo razlika, večji bo tok. Majhna razlika ne bo povzročila večjih tokov, če pa bi povezal prazno in polno, bi bil tok lahko do škode velik. Posebnih vezij za prilagoditev in zaščito ne rabiš, če boš pazil na stopnjo napolnjenosti. V vsakem primeru je varovalka za vsako baterijo posebej zelo koristna, omenjenih 10A sploh ni nek velik tok in ja, če ti je to dovolj, daj 10A varovalko za vsako baterijo. Z 10A varovalko bi zaščitil baterije tudi če bi povezal prazno in polno baterijo.

V osnovi sem ciljal točno na to o čemer pišeš. Če bi akumulatorje menjal samo jaz, je zadeva jasna, da bi pazil, da sta oba akumulatorja enakomerno napolnjena (pare baterij tako ali tako običajno polnim na polnilcu za dva akumulatorja). Ampak pri hiši nisem sam, tako da bi neko varovanje za primer priključitve polnega in praznega akumulatorja bilo zelo dobrodošlo. Ampak ko malo bolj razmislim, bi že navadna varovalka bila dovolj. En korak naprej bi bila uporaba dveh diod (ki bi preprečevale tok v akumulator), ampak je s tem povezan dodaten strošek ter dejstvo, da se na diodah troši nek del moči oz. kapacitete akumulatorja, katere pa je vedno premalo.

@reber, najlepša hvala za dober odgovor. Če ne bo kakšnega boljšega predloga, bom zadevo preprosto rešil z dvema 10A varovalkama. Kitajski adapter za priklop akumulatorja ima ležišče za varovalko tako ali tako že pripravljeno ...

[Jakey]

En korak naprej bi bila uporaba dveh diod (ki bi preprečevale tok v akumulator), ampak je s tem povezan dodaten strošek ter dejstvo, da se na diodah troši nek del moči oz. kapacitete akumulatorja, katere pa je vedno premalo.

Da rečeš da sta 2 diodi strošek, js ne kupim. Kolikor sem razumel, delaš 1 kos in ne serijo, poleg tega če si elektronik, boš sigurno našel nekje kos aluminija, na katerega boš pritrdil 2 diodi, a strošek vsake je manj kot € (če govorimo o navadnih diodah), če želiš schottky (manjši padec na diodi) pa okoli 1.5€/komad.

Da pa bi prišel še ceneje skozi, lahko narediš idealno diodo iz mosfeta(praktično brez padca napetosti, razen tok * upornost DS) in je strošek še nižji, bo pa zahteval nekaj truda in časa, da to zaspajkaš. Zakaj ceneje? Ker mosfete lahko pobereš iz kje dol, drobiž kar rabiš v okolici tranzistorja pa lahko recikliraš.

[yacksy]

Da rečeš da sta 2 diodi strošek, js ne kupim. Kolikor sem razumel, delaš 1 kos in ne serijo, poleg tega če si elektronik, boš sigurno našel nekje kos aluminija, na katerega boš pritrdil 2 diodi, a strošek vsake je manj kot € (če govorimo o navadnih diodah), če želiš schottky (manjši padec na diodi) pa okoli 1.5€/komad.

Da pa bi prišel še ceneje skozi, lahko narediš idealno diodo iz mosfeta(praktično brez padca napetosti, razen tok * upornost DS) in je strošek še nižji, bo pa zahteval nekaj truda in časa, da to zaspajkaš. Zakaj ceneje? Ker mosfete lahko pobereš iz kje dol, drobiž kar rabiš v okolici tranzistorja pa lahko recikliraš.

Ma ne gre se mi za tistih par EUR, bolj mi ni všeč moč, ki se na diodah troši in gre v zrak. Pri baterijskem napajanju to pač ni zanemarljiva zadeva in če stvar "pije vodo" brez zaščitnih diod, bi pač naredil brez. Čeprav slabih 5% porabe končne aplikacije v primeru uporabe klasičnih polprevodniških diod tudi ni tako hudo ...

Se ti zdi, da bi v aplikaciji dobro delovala tudi Schottky dioda? Moč, ki bi se trošila na njej, bi definitivno bila precej manjša. Nisem pa siguren, če ni to na račun kake slabosti pri taki uporabi ...

[reber]

Tako kot MOSFET tranzistorje, lahko tudi schottky diode recikliraš od nekje... ATX napajalniki jih imajo na 5V liniji zagotovo, na 12V pa ni nujno. Kako preveriš ali je dioda schotky in ne navadna silicijeva kakršna koli že ( rectifier, fast recovery, ...)? uporabiš vir napajanja (laboratorijski napajalnik, baterija) in breme, potem preprosto pomeriš padec napetosti na diodi. Z laboratorijskim napajalnikom lahko preveriš brez bremena, omejiš tok na recimo 1A in priključiš direktno na diodi, ampermeter bo pokazal tok, voltmeter pa padec na diodi, probaš še na 3A ali več za primerjavo.

Ja, padec na diodah je pri večjem toku nekje 0,5V, kar pri 10A znese 5W disipacije, dodatno tudi napajana naprava dobi nekoliko nižjo napetost, efekt je podoben, kot da bi uporabil nekoliko manj napolnjeno baterijo. Z uporabo diod se bo najprej praznila najbolj napolnjena baterija, ko se napetosti izravnajo, se bo tok porazdelil, ni nujno da enakomerno, zagotovo pa bo "najmočnejša" baterija nosila največji tok, kar je normalno in ne predstavlja nobene težave.

Iz varnostnih razlogov je varovalka vedno dobrodošla in koristna, čeprav je vgrajena že v bateriji, ampak ta ima preveliko amperažo, crkne v sili, naj to ne bo delovna varovalka.

Kaj pa zaporedna vezava, če se dotaknemo še te možnosti?
Če imajo baterije vgrajene zaščito in tranzistorje za izklop bo že v redu, v nasprotnem primeru bo najmanj napolnjena šla pregloboko v OD (over discharge).
Če bi zaporedno uporabil več baterij, tako da bi s skupno napetostjo presegel napetostne lastnosti vgrajenih MOSFET tranzistorjev za izklop baterije na BMS, bo prišlo pri izklopu najmanj napolnjene baterije do problema... napetost na tranzistorjih bo previsoka. Dokler je baterija vklopljena, je napetost na tranzistorjih 0V ali zelo blizu te napetosti, problem se pojavi, ko se tranzistorji izklopijo, takrat bo na njih polna napetost, seštevek vseh baterij, krog se zaključi skozi breme.
Koliko napetosti zdržijo tranzistorji na BMS? pogledaš oznako in poiščeš data-sheet. Niso vse baterije namenjene tovrstni uporabi, nekatere podpirajo do 2 zaporedno vezani... kdo ve? baterije večinoma niso namenjene taki uporabi, razen X20/X40 sistem in temu podobni.

[Jakey]

Ma ne gre se mi za tistih par EUR, bolj mi ni všeč moč, ki se na diodah troši in gre v zrak. Pri baterijskem napajanju to pač ni zanemarljiva zadeva in če stvar "pije vodo" brez zaščitnih diod, bi pač naredil brez. Čeprav slabih 5% porabe končne aplikacije v primeru uporabe klasičnih polprevodniških diod tudi ni tako hudo ...

Se ti zdi, da bi v aplikaciji dobro delovala tudi Schottky dioda? Moč, ki bi se trošila na njej, bi definitivno bila precej manjša. Nisem pa siguren, če ni to na račun kake slabosti pri taki uporabi ...

Schottki ima nekje 0.35V-0.4V padca, pri 10A je še vedno 4W/diodo, kar je za 50% boljše kot navadna silicijeva, kjer bi imel okoli 7W/diodo.
Ampak obojega se lahko izogneš z idealno diodo, kjer padec napetosti na diodi nadomestiš z padcem napetosti z Rds.

[mucek]

... imaš pa tudi cel kup dedicated driverčkov za idealno diodo.
Smo že večkrat uporabljali brez problemov.

Malo čtiva:
https://www.ti.com/lit/an/slvae57b/slvae57b.pdf
https://www.analog.com/media/en/news-ma ... dp-web.pdf

LP, g

[jmivsek]

Obstajajo modulčki z idealnimi diodami, tudi dve ali več na enem:
https://www.aliexpress.com/w/wholesale-ideal-diode-module.html

[reber]

Idealna dioda bi bila seveda idealna rešitev, nenazadnje niti ni tako zakomplicirano.

Schottki ima nekje 0.35V-0.4V padca

V praksi schottky dioda dosega in presega 0,5V padca pri toku nekaj A in več, tako kot silicijeva niti slučajno ne bo pod 1V pri podobnih pogojih.

Mimogrede, tudi gretzove usmernike se lahko dela z MOSFET tranzistorji in se jih krmili po principu idealne diode.

[yacksy]

Vsem najlepša hvala za odgovore. Informacija o "idealni diodi" je več kot dobrodošla. Glede na to, da iz tega ne mislim delati "dizertacije", sem si privoščil dva "black box-a" iz AliExpress-a in je zaenkrat to to. Zadeva je že doma, moram le še potestirati.

Mi pa je na pamet prišla še ena druga stvar, ki bi jo rad rešil. Glede na to, da bi rad uporabljal obstoječe Li-Ion akumulatorje, ki jih običajno uporabljam za poganjanje baterijskih orodij, bi rad bil prepričan, da jih pri "ne-predvideni uporabi" ne izpraznim preveč. Pustimo zdaj to ali imajo akumulatorji to funkcijo vgrajeno v svojo zaščitno elektroniko ali ne, to niti ni pomembno. Želel bi imeti neko neodvisno vezje, ki (ali-ali):
- je priključeno na poti iz akumulatorja proti porabniku in odklopi porabnik, ko napetost akumulatorja pade pod neko mejo, ki mora biti na tem vezju nastavljiva
- spremlja napetost akumulatorja in odda zvočni signal, ko napetost akumulatorja pade pod neko mejo, ki mora biti na tem vezju nastavljiva

Preferenca je "Opcija 1", zadovoljen bi bil tudi z "Opcijo 2". Pozna kdo kake dobre variante za "black box" iz AliExpress-a ali iz kje drugje (pač že obstoječe vezje, ki ga lahko kupim)?

[Jakey]

Na en vhod komparatorja pripelješ napetost iz baterije, na drugi vhod pa svojo referenco (neko stabilno napetost + trimmer, srednji odcep).
Izhod komparatorja povežeš na mosfet, kateri ti izključi tokokrog.

Na aliexpressu najdeš take module pod "undervoltage protection circuit".

[yacksy]

Na en vhod komparatorja pripelješ napetost iz baterije, na drugi vhod pa svojo referenco (neko stabilno napetost + trimmer, srednji odcep).
Izhod komparatorja povežeš na mosfet, kateri ti izključi tokokrog.

Glede na krizo s časom in ceno "black box-ov" na AliExpress-u, bom tokrat moral preskočiti "izobraževalni del".

Na aliexpressu najdeš take module pod "undervoltage protection circuit".

OverDischarge_Zascita_1.PNG

Je že na poti ...

[Jakey]

Glede na krizo s časom in ceno "black box-ov" na AliExpress-u, bom tokrat moral preskočiti "izobraževalni del".

Kaj pomeni "black box iz aliexpressa"?

[yacksy]

V danem primeru je to vezje, katerega lahko kupim in za katerega lahko smatram, da deluje kot je predvideno. "Black box" pa zato, ker me zanima samo kako vezje pravilno priklopiti, ne zanima pa me točno kako zadeva deluje. Taki stvari lahko v pogovornem jeziku rečeš tudi "modul", "lego kocka" in ne vem kaj še ...

AliExpress pa preprosto zato, ker je najugodnejši štacunar, na katerem se take stvari hitro najdejo. Pa glede na odlično urejeno logistiko, zadevo dobiš na domači prag brez dodatnih vprašanj in stroškov v roku 2 do 3 tednov. Kaj več bi si težko želel ...

[Jakey]

Aaaa...razumem pol črno škatlico

PS: Nočem izpasti pameten, ampak 2-3 tedne je danes že malo dolga za aliexpress; jaz ponavadi nabiram košarico da presežem mejo 15€ in potem plačam naenkrat; izbiram pa izdelke za Choice shipping. Nisem siguren a je skladišče v EU ali ne, ampak pride v 1-2 tednih. Povprečje pri meni je 11,66 dni.

[yacksy]

Po mojih izkušnjah je Murphy okužil tudi AliExpress. Skoraj vedno velja, da če naročiš nekaj, kar itak ne potrebuješ (takoj), dobiš v roku dobrega tedna. Če pa naročiš nekaj, kar nujno potrebuješ, pa traja tudi kak mesec ali več (še posebej, če gre za malce večji artikel). Svetle izjeme so redke in potrjujejo pravilo
Če bi gledal povprečje od naročila do dostave pošiljke pa bi tudi jaz rekel, da je to pod 14 dni.

Nauk zgodbe oz. tele teme bi moral biti, da za neko uporabno aplikacijo lahko prideš do zadovoljivega rezultata z nekaj malega dodatnih stroškov in povezovanj "lego kock", ni potrebe po neke "doktorski dizertaciji", ki običajno pomeni zamik izvedbe zaključka projekta na premici časa proti "čez dolgo časa" oz. "nikoli". Vsaj pri meni je običajno tako

[Jakey]

Po mojih izkušnjah je Murphy okužil tudi AliExpress. Skoraj vedno velja, da če naročiš nekaj, kar itak ne potrebuješ (takoj), dobiš v roku dobrega tedna. Če pa naročiš nekaj, kar nujno potrebuješ, pa traja tudi kak mesec ali več (še posebej, če gre za malce večji artikel). Svetle izjeme so redke in potrjujejo pravilo
Če bi gledal povprečje od naročila do dostave pošiljke pa bi tudi jaz rekel, da je to pod 14 dni.

Nauk zgodbe oz. tele teme bi moral biti, da za neko uporabno aplikacijo lahko prideš do zadovoljivega rezultata z nekaj malega dodatnih stroškov in povezovanj "lego kock", ni potrebe po neke "doktorski dizertaciji", ki običajno pomeni zamik izvedbe zaključka projekta na premici časa proti "čez dolgo časa" oz. "nikoli". Vsaj pri meni je običajno tako

Hmm, sem pogledal še za TEMU, imam povprečje 7,7 dni za paket. Morda razmisli tudi o tem (vedno je 6 ali 8 dni ubistvu). Izdelki so enaki, kakovost pa...sem premalokrat naročeval, da bi lahko sodil. Zaenkrat brez problema z ničemer.

To z doktorati in dizertacijami, ki jih nekateri omenjate, tudi v tej temi..je pa tako, da sem kar malo jezen okoli tega; zelo malo ljudi ve kako res priti do doktorske dizertacije, še manj je prišlo tako daleč, saj zajema dosti let truda in znanja, ki ga pridobiš za ubranitev le-te. In razlaga enega enostavnega vezja (vsaj kar je v tej temi bilo govora) se pravzaprav ne more enačiti niti z 1 predmetom iz srednje šole, saj recimo projekt "idealna dioda" je sestavljen iz 3 tranzistorjev in 3 uporov, medtem ko v srednji šoli pri enem predmetu dijaki izdelujejo robota, ki sledi črti. Recimo.

Tudi odklopno vezje za akumulatorje ni višja znanost, se da to rešit z parimi komponentami. In kdorkoli sebi reče samo E od elektronika, mu vezje z 10 komponentami ne more predstavljati doktorske dizertacije, še manj pa takšno vezje prerisati. Če ne poznaš polprevodnikov, nisi siguren kateri tranzistor izbrati in podobno - ni problema, rade volje ti forum priskoči na pomoč. Ampak prerisat enostavno vezje iz PCBja na papir ali obratno (če imaš vse prave komponente, samo še zaspajkati) ne bi smel biti nikakršen problem, če si kadarkoli komurkoli rekel, da se ukvarjaš z elektroniko.

[VolkD]

Tudi odklopno vezje za akumulatorje ni višja znanost, se da to rešit z parimi komponentami. In kdorkoli sebi reče samo E od elektronika, mu vezje z 10 komponentami ne more predstavljati doktorske dizertacije, še manj pa takšno vezje prerisati. Če ne poznaš polprevodnikov, nisi siguren kateri tranzistor izbrati in podobno - ni problema, rade volje ti forum priskoči na pomoč. Ampak prerisat enostavno vezje iz PCBja na papir ali obratno (če imaš vse prave komponente, samo še zaspajkati) ne bi smel biti nikakršen problem, če si kadarkoli komurkoli rekel, da se ukvarjaš z elektroniko.

Že ko smo pri kitajcih in znanju,... že veliko let nazaj sem rekel, da bomo imeli problem z njimi, ker nam bodo "ugodno" ponujali izdelke, samo bomo pa lagodno zapravljali svoje znanje.
Pa ne želim nikomur oporekati znanja, opozarjam samo na družbeni pojav, tudi sam sem vključen v njega. Če imamo za zdaj še nekaj znanja, se pa zagotovo pozna na grifu, kilometrini, lahkotnosti uporabe orodij, načrtovanju,... vsega tega se nam preprosto ne da več, saj to naredi kitajec. A se bojim, da ga bomo drago, res drago plačali.

[reber]

Tole zadnje še kako prekleto drži, poceni kitajski moduli ubijajo lastno kreativnost, razvoj, izdelavo, na kratko: ubija DIY. OK, saj še vedno delamo DIY s temi moduli, ampak ne v celotnem obsegu.

[Jakey]

Tole zadnje še kako prekleto drži, poceni kitajski moduli ubijajo lastno kreativnost, razvoj, izdelavo, na kratko: ubija DIY. OK, saj še vedno delamo DIY s temi moduli, ampak ne v celotnem obsegu.

Razlika je ta, da s(m)o prenehali delati DIY iz peska, ampak ga delamo iz opek. Po svoje ni s tem nič narobe, saj pridemo do izdelka hitreje. Kar pomeni da bomo (do smrti) imeli več opravljenih izdelkov, vključno z količino pripomočkov okoli nas, ki nam lajšajo življenje.

Sem tudi mnenja, da ko enkrat osvojiš kako deluje npr. idealna dioda in si jo naredil sam, da ni potrebe več da jo izdeluješ vedno sam, še posebej ne, če se finančno in časovno ne izplača. (Sam sem to preklopil pri napajalnikih, ko sem jih izdelal enih par različnih za potrebe napajanja elektronike kot končnega produkta, če ni posebne zahteve, jih vedno kupujem. Nima smisla spajkat gretz in elektrolite na PCB namesto kupljene škatlice za drobiž).

[reber]

Razlika je ta, da s(m)o prenehali delati DIY iz peska, ampak ga delamo iz opek. Po svoje ni s tem nič narobe, saj pridemo do izdelka hitreje. Kar pomeni da bomo (do smrti) imeli več opravljenih izdelkov, vključno z količino pripomočkov okoli nas, ki nam lajšajo življenje.

Zelo dobra razlaga, v večini se strinjam, nekaj pa tudi ne.
Nekoč sem vse delal sam, to mi je bilo normalno: zamisel, načrt, protoboard, meritve, načrtovanje PCB, izdelava PCB, sestavljanje, dela!
Danes najprej iščem primeren kitajski modul, lahko je rešitev takoj ali pa ne, zato čaram nekaj z žicami, dodajam, kombiniram, gre polno enega časa, nič narejeno ali pa je vse skupaj en šmorn... pogosto potem naredim "po starem", za končni produkt sem porabil več časa, sem se pa vseeno nekaj dodatnega naučil, kakšno rešitev, zanimivo idejo "ukradem" kitajcem, seveda tiste, ki so res dobre rešitve in dejansko jih imajo.
Včasih kakšen modul uporabim kot komponento in je tako montiran na moji lastni DIY "matični plošči" in tudi to je v redu.