Выбор балансира LiFePO4

Активный балансир

Около двух лет я занимаюсь разработкой и тестированием балансиров в разных условиях и хочу поделится своим опытом и знаниями в этом вопросе.
Все что я расскажу это не истина в последней инстанции это мое личное мнение, основанное на опыте и знаниях на данный момент.

Для чего вообще нужны балансиры ?

Дело в том что аккумуляторные ячейки не одинаковые и при заряде одни из них заряжаются чуть быстрее, напряжение на них резко повышается и даже если не происходит отключение заряда платой BMS, то из-за перекоса напряжений между ячейками одни из них оказываются перезаряженными, а другие недозаряженными в результате итоговая емкость сборки получается ниже номинальной емкости ячеек т.к. определяется емкостью менее заряженных ячеек.

Отсюда следует главное назначение балансира — это обеспечить максимально полный заряд сборки. Второй косвенной функцией, которые некоторые считают за главную, является удержание напряжения на ячейках, чтобы не срабатывала защита BMS.

Вначале я расскажу о доступных на данный момент балансирах и далее для каких они подходят задач.

 

1 Китайские активные балансиры с катушками, они есть в различном исполнении с разными катушками. Толку от таких балансиров мало, кроме того у них нет токовой защиты  и при подключении они могут просто сгореть. Совершенно не рекомендую к использованию, такие балансиры годятся только для продажи другого применения для них я не вижу.

 

Емкостной балансир

2 Китайские активные на конденсаторах, эти балансиры имеют несколько версий. первые из них были малоэффективны. Последние версии уже что-то могут. Ток балансировки зависит от разницы напряжений между ячейками. В моих тестах при разнице в 0,1В такой балансир давал ток балансировки около 0,5А т.е. в реальных условиях можно рассчитывать на ток балансировки не более 1А.

 

3 Еще один вариант активного балансира от китайцев, он есть на разное значение тока от 1 до 10А. Этот балансир честно обеспечивает заявленный ток, но единовременно может балансировать только две ячейки между собой, кроме того требует подключения измерительных проводов к ячейкам, что усложняет монтаж. Вариант в целом неплохой, но очень дорогой. Цена совершенно не соотносится с функциями по этой причине далее я этот вариант рассматривать не буду.

 

3 Пожалуй одни из самых распространенных вариантов это пассивные балансиры. Они бывают на резисторах на транзисторах и на различный ток балансировки. Для эффективного использования требуют подстройки напряжения заряда аккумулятора и поров срабатывания балансировки. Проблему настройки решает дельта алгоритм, но его я встречал только в пассивном балансире моей разработки. Об этом алгоритме у меня есть видео и я надеюсь со временем его еще кто-нибудь реализует. Пассивные балансиры даже на относительно небольшой ток в 2-3А сильно греются. Для точной работы этих балансиров необходимо  размещать их на самих ячейках либо тянуть дополнительные измерительные провода, что так же накладывает ограничения на монтаж.

 

Активный балансир

4 Последний вариант это активные балансиры моей разработки. На данный момент у меня есть две версии таких балансиров на ток 3-4А и на ток 10-12А. Оба варианта честно обеспечивают заявленный ток не зависимо от разницы напряжений между ячейками. Вариант хороший, но не дешевый и в некоторых случаях избыточный.

Однозначно сказать какой балансир лучший нельзя. Выбор балансира зависит от условий использования.

Пассивный балансир подходит для стационарных условий когда нет проблем с отводом тепла и окружающая температура не сильно меняется, например солнечная электростанция в жилом доме. Такой балансир можно собрать самостоятельно или купить готовый. Обязательно нужно обратить внимание на возможность регулировки порога включения балансира.
Пассивный балансир плохо подходит для аккумуляторов в автодоме т.к. во первых мало места и проблемно отвести тепло, во-вторых при изменении температуры меняется зарядная характеристика ячеек и сложнее подобрать оптимальный порог срабатывания балансира.
Ну и меньше всего такой балансир подходит для герметичных сборок т.к. в них теплу и вовсе некуда деваться, а если сильно снизить ток, то по эффективности такой балансир будет не лучше китайского емкостного балансира, который греется значительно меньше  и не требует настройки.

Китайский емкостной балансир подойдет для сборок емкостью до 100Ач при условии что ячейки хорошо подобраны и глубокие разряды случаются нечасто. Неплохой вариант для аккумуляторов автодома и герметичных сборок если бюджет сильно ограничен.

Активный балансир моей разработки универсальный вариант. Исполнение на 3-4А можно использовать в герметичных сборках т.к. несмотря достаточно высокий ток балансир мало нагревается. По эффективности мой активный балансир на 3-4А соответствует пассивному балансиру на 6-7А. Исполнение на 10-12А подойдет для очень мощных сборок емкостью более 300Ач. К недостаткам этих балансиров можно отнести разве что цену, хотя даже пассивный балансир на такой ток будет не сильно дешевле.

Результаты тестов разных балансиров в разных условиях есть в моем видео.