В блоге:

2018-05-03

Литий-титанатные аккумуляторы: проверка баланса

Сборка литий-титанатных аккумуляторов вполне неплохо проявила себя на автомобиле. И вот пришло время сделать первую проверку самобалансировки элементов. Напомню, что сейчас элементы подключены последовательно без всякого механизма балансировки напряжения поэлементно.

Для удобства сравнения буду указывать напряжения на элементах в одном и том же порядке.


1. Снятая с автомобиля сборка показала напряжение 13.80В. Это автомобиль стоял несколько дней без движения. Замер напряжения по элементами:

2.312 - 2.300 - 2.298 - 2.300 - 2.305 - 2.291

Да, дисбаланс присутствует, но ожидал, что будет гораздо хуже. Среднее значение 2.3В, максимальное отклонение 0.012В.


2. Далее зарядил сборку блоком питания (CC/CV) до 14.7В. Еще раз сделал замер напряжения по элементами:

2.456 - 2.459 - 2.444 - 2.451 - 2.458 - 2.431

Среднее значение 2.45В. Максимальное отклонение 0.019В.


3. Сделал замер емкости нагрузкой (ток разряда 5А). В качестве предела напряжения установил 11.8В. Т.е. это разряд с 14.7В до 11.8В.

Получился такой график разряда (зависимость напряжения от времени):




Поскольку ток разряда не менялся, то шкалу времени заменил на шкалу емкости в Ач. Так более наглядно.

Результат, с одной стороны, порадовал. Видно, какое стабильно высокое напряжение по сравнению со свинцовыми аккумуляторами.

С другой стороны, получилось примерно 27Ач. Не сильно меньше заявленных 30Ач, но все же меньше, хотя должно быть наоборот (обычно такие элементы выдают чуть больше 30Ач). Это неприятно удивило. Замер элементов объяснил:

1.307 - 2.098 - 2.098 - 2.100 - 2.098 - 2.089

Первый элемент сильно сдал, что и занизило общее напряжение. Остальные элементы еще имеют запас емкости (до предела, скажем, 1.9В)


4. Опять зарядил всю сборку до 14.7В, очень интересно, как поведет себя первый элемент после такого сильного разряда. А там ничего страшного:

2.454 - 2.459 - 2.443 - 2.451 - 2.457 - 2.429

Как видно, вредный первый элемент не выделяется (при среднем 2.45В), даже лучше некоторых других.


5. Вредный первый элемент потребовал изучения. Сделал отдельно замер его емкости разрядом с 2.45В до 1.8В:




Форма графика очень похожа. И видно, что этот элемент не выдает заявленную емкость в 30Ач. Это несколько странно. Возможно, что китаец подснул элемент на 25Ач - они внешне такие же. Но элемент 25Ач полегче, а у этого масса как у всех остальных 30Ач. А возможно, что просто элемент уже "устал".


5. Ладно, элемента на замену все равно сейчас нет. Поэтому зарядил отдельно вредный первый элемент до 2.45В, вернул в сборку. Со сборкой решил провести другую проверку - попробовать зарядить до 16.8В, что теоретически должно давать 2.8В на элемент. Это практически предел.

Заряд до 16.8В показал, что сборка не держит такое высокое напряжение. Ток поддержки довольно большой (больше 100мА). При снятии тока напряжение начинает падать.

Подождал падения напряжения. Стабильно держалось 16.63В, сделал поэлементный замер:

2.513 - 2.924 - 2.859 - 2.887 - 2.867 - 2.584

Ага, кроме первого еще и последний элемент попадает под подозрение. Они недозарядились, тогда как остальные более-менее на пределе.


6. В общем-то, на этом эксперименты пока заканчиваются. Ставить сборку с напряжением больше 16В на автомобиль не рискнул, поэтому разрядил ее до 14.7В. Получилось всего лишь 1.7Ач. Т.е. в перезаряде элемента нет практического толка, один вред (особенно с учетом разбалансировки).

После разряда сборка некоторое время отстаивалась, после этого измерил напряжение по элементам при общем 14.67В:

2.446 - 2.450 - 2.440 - 2.447 - 2.454 - 2.431



Резюме: удивительно, но элементы склонны к самобалансировке. При сильном разряде и сильном заряде напряжения поэлементно "разъезжаются". При возвращении в рабочий диапазон (около 14.7В) опять "съезжаются".

По-хорошему,  имело бы смысл заменить первый элемент. И, возможно, шестой. Но резерва-запаса нет. В принципе, даже в таком виде сборка ведет себя очень неплохо.

Интересно, как проявит себя сборка с платой балансировки, которую все же планирую поставить. Но с этой платой саморазряд увеличится, это обратная сторона медали.

0 comments:

Post a Comment

Blog Archive