Бесперебойник на свинцовых батареях

[zenon]

Есть бесперебойник:
https://ippon.ru/catalog/item/innova_g2_euro
Работает на обычных стартерных батареях.
Ток заряда у него в районе 2,5А.
Стоят балансиры:
https://www.huaxiaotech.com/products/HA01%20Battery%20%20Equalizer
На сколько я понял, произошло следующее: осыпался один аккумулятор, остальные стали кипеть.
Балансир ситуацию не спас, поэтому вопрос стоит так, как, в случае подобной ситуации защитить рабочие аккумуляторы.
ы. Спасать ситуацию хотели повесив на каждый аккумулятор известный вариант балансира на TL431 + Транзистор, но думается мне это масло-маслянное - не выход, надо как-то контролировать напряжение, и вслучае аварии отрубать всю цепочку.
При нормальных условиях, сам бесперебойник поддерживает напряжение по, примерно, 13,65 вольт на аккумулятор.

[Slabovik]

А сколько они отработали?
Гм, это гелевые батареи. У меня много бесперебойников от APC, у них целые боксы из таких батарей, при этом они не брезгуют их включать последовательно (внутри бокса) параллельно (сами боксы). И вот наблюдаю, что когда батареи "подходят к концу", боксы начинают греться. Видимо, ток заряда в них не прекращается, не спадает, вот и идёт разогрев. Самое печальное в этих ситуациях, что когда такое настало, спасать какие-то отдельные аккумуляторы смысла уже нет - они все серьёзно деградировали в параметрах. Если менять - менять все на однотипные, одной партии (желательно) и не старые. Аккумуляторы, которые просто отлежали на складе года три и потом были поставлены в UPS'ы деградировали буквально за полгода работы.

Влезать в такой UPS с балансирами и прочей требухой, полагаю, дело малоперспективное. Хотя по-хорошему, алгоритм работы с батареями надо бы иметь более щадящий, как минимум, следить за напряжениями на каждой батарее и принимать меры, когда хотя бы одна батарея начнёт выбиваться из параметров. Для своей энергоустановки я давно подумываю сделать такое, но ведь лень...

[zenon]

Так самое интересное, что работают не на гелиевых, а на обычных, автомобильных аккумуляторах.
Те, вывели провода из UPS'а и подключили ...

[zenon]

Самое простое, что в на ум приходит, чтобы обезобасить от кипения аккумуляторы - это 431, настроенная на порог примерно 14.4 с небольшим гистерезисом и галогенка.

:: добавлено 14 Окт., 2023, 21:07
Размышления привели к такой модели, заодно придумал как в Qucs можно провернуть это.
Нагрузку R8R10 для наглядности графика сделал.

[Slabovik]

Прошу прощения, что "куда-то ушёл", просто пытаюсь переехать на Win10 и... внезапно не получается...

По принципу.
Честно говоря, я не в восторге от идеи такой балансировки. Если какой-то аккумулятор вдрух начнёт "отходить", то будет выбрасываться на ветер куча электричества, причём совершенно бесполезно, т.к. в батарее энергии больше не станет.

Вообще, балансировка нужна в тех случаях, когда в последовательно включенных батареях имеется длительный разбаланс хранящегося заряда, но сами батареи при этом имеют всё-таки одинаковые характеристики. Просто заряжены по-разному. Балансировка позволяет выравнять количество заряда в них, не перезаряжая ту, что заряжена сильнее других.
В случае же потери ёмкости какой-то батарейкой, балансировка ей уже не поможет - в любом случае она выпилится первой, просто уже при разрядке. При напряжении 48 вольт выпилившиеся одна-две банки даже могут переполюсоваться, пока вся система поймёт, что вся батарея почему-то пустая.

По схеме.
Первое. Меня смущает расположение C1. Вкупе с ПОС он imho захочет генерировать. ПОС надо бы выводить из-под его действия.
Второе. TL431 в целях экономии надо бы заменить на TLV431/LM285 + какой-нибудь микромощный ОУ. Поясню: сейчас ты просто включаешь-выключаешь полевик. А по-хорошему, надо бы стабилизировать напряжение, типа как мощный стабилитрон, подключенный паралельно 12-вольтовой батарее.

Что бы делал я, если бы я хотел балансир. Я бы хотел импульсный балансир,перераспределяющий токи между последовательно включенными батареями, соответственно, без потерь энергии. Для 4-х батарей это 4 полумоста и 3 большие индуктивности между ними. Занятно, но сложно, хотя и можно.

Что бы делал я, когда не хотел балансир.
А вот примерно это же, что у тебя сейчас, только не микромощный ОУ с шунтирующим полевиком, а микромощный АЦП + связь с центральным процом, который расскажет о "здоровье" каждой батарейки. Ну и попищит, если плохо. А совсем круто - даст сигнал на зарядник (ну, это у меня мысли об автономке своей были, но там проще - всё своё).

[zenon]

Да, C1 надо убрать с управляющего 431-ой, и поставить в параллель Rup1 (подстроечный).
Тут не от меня решение зависит, посоветовать - да, посоветую.
От существующего подключения и китайского балансира отказываться не будут, он (балансир(ы) HA01) работает, но в указанной в начале топика ситуации таскал через себя 1 ампер, остальные, примерно 1,5 ампера пошли на кипячение других аккумуляторов.
Подумаю вариант на опоре + ОУ.
Себе бы наверное тоже с цифрой и полумостами, думаю был бы интересный вариант, но у меня необходимости такой пока нет.

[Slabovik]

Если не будут, тогда получается, делать здесь более нечего.

При нормальной работе балансир к кипячению других аккумуляторов не приводит. Если приводит - это либо негодный балансир, либо негодная зарядка, либо всё вместе...

Для начала им надо поставить нормальные годные одинаковые аккумуляторы и проверить правильность работы зарядки. Обычно этого достаточно для долгой работы без всяких балансиров.

[zenon]

Порисовал немного своё видение.
Примерно.
Остался свободным один пин, на него можно, ну например 1-wire, для связи с каким -нибудь ещё МК, если таких схем несколько.
Необходимость измерения тока тоже сильно под вопросом, може температуру лучше знать.
Пока развивать дальше не знаю - надо или нет.
Кульбиты с драйвером, чтобы не инвертировать сигнал.

[Slabovik]

Я ещё могу отговорить не делать так?
Ну хотя бы просто потому, что VT4 будет просто закорачивать аккумулятор (если я вообще правильно понял схему). Пых резистора R13 будет быстрым, ни о какой регулировке тока здесь речь вести не получится.

И да, VT5 если 2N7002, то структура у него другая, аналогичная VT4.

ps: всё-таки балансир обязан уметь плавное регулирование, даже если он импульсный...
предлагаю пока убрать функцию балансировки, а сделать "следилку" за состоянием аккумулятора, т.к. по факту оно актуальнее, ибо дохлому аккумулятору балансир здоровья не добавляет, а здоровому не нужен...

[zenon]

Мысль была к J5/J6 подключить нагрузку (лампа/нихром). Аккумулятор на VCC.
Те у меня как-бы и не балансир получился, а разрядник.
Реле для аварийного выключения зарядки/аккумуляторов.
VT5 N-канал же? Вроде верно всё, ну или пусть там стоит BC807.
В твоей схеме как-раз выравнивание получится, включатся может в один момент времени только один полевик?

[Slabovik]

Ну, что куда подключается, на схеме как раз и не указано. Приходится догадываться, и не всегда верно.
Но даже если там лампа, ADC2 смысла не имеет, и R13 по-любому будет не у дел. То-то всё-равно либо от R13 (когда без лампы) либо от лампы зависит, а не от чего-то ещё... вот засада...

У меня в один момент времени только один полевик, тут вроде бы очевидно. Соотношение времён должно быть 1:1 (50%/50%), но первый полупериод (не важно, с какой фазы начинать, но если драйвер типа IR-чего-то-там, начинать надо с нижней) должен быть 25%. Дроссель с зазором. Переменка через него невелика, но постоянка может вырасти.

Масштабирование для трёх и более аккумуляторов довольно муторное, но ячейка остаётся такой же, просто их надо на одну меньше, чем используется аккумуляторов.

[zenon]

Ну да, с током у меня не понятная ситуация.
Мне балансир по твоему принципу не на чем даже попробовать, лучше уж подумать тогда для лития что-нибудь.

[Slabovik]

Для лития делают ETA3000 (https://www.semiee.com/file/ETA/ETA-ETA3000.pdf). Вполне компактно. Вопрос только "где взять?"

А в простых случаях, когда не надо экономить энергию, балансируют посредством пропускания зарядного тока "мимо" уже зарядившегося аккумулятора. Схем на TL431 много, по сути представляющих мощный стабилитрон.
Для лития рекомендую TLV431 - она много экономнее, что существенно, если зарядка вдруг отключилась, а балансир - нет.

[zenon]

У меня вот такие модули есть.
Верхний - защитный на DW01 и 8205A (NMOS, 20В, 6А SOT-23-6).
Нижний - балансир на плате транзистор A2SHB (NMOS, SI2302, 20В, 2.3A, SOT23) и HY2213-BB3A.

[Slabovik]

Эти вообще странные. Работают по релейному принципу вкл-выкл. Ток "балансировки" 58 мА...

[zenon]

Ну да, в работе немного греются.
ET3000 на али вроде есть, интересный вариант, их если заказать надо сразу подумать о готовых индуктивностях, какой типоразмер?

[Slabovik]

Вот конкретно у этих ток балансировки задаётся внешним резистором и может быть в пределах двух ампер. На этот ток (лучше с небольшим превышением) и смотреть индуктивности. Там по-моему 5x5 мм уже будут вписываться...

Вот только для 12-вольтовых батарей эта штука не годится - напряжение велико. Для двух литиевых банок - замечательно.

[zenon]

По изначальной теме пришёл к выводу, что лучшим вариантом будет защитное устройство, пусть на той же attiny, которое выдаст два сигнала - один 10,5 вольт, второй 14,2, в первом случае отключать от аккумулятора все нагрузки, во вторм прекращать зарядку.

[Slabovik]

Да, именно так. Но для начала, поскольку само устройство модификации не подлежит, достаточно ограничиться только сбором информации и выводом предупреждения пользователю. Грубо говоря, включить пищалку, в случае чего

Ты так и не рассказал, что за аккумуляторы применены. Что-то я подозреваю, что там сборная солянка, а если так, что все беды от этого в первую очередь...

[zenon]

Так обычные автомобильные, какие точно не знаю, но одинаковые (со слов).