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バランサーのバランス電流はどれくらい ?

2024-01-22 |  サブバッテリー

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今日はあまり面白味がなくブログの閲覧数も伸びない話。 

生セルを使ってリチウムバッテリーを組むときに、セルが変に電圧暴走したり、誤った使い方をしても安全なようにBMSを取付ける。

ところがこのBMSというのはバッテリーに合わせて作るもので、そのリチウムバッテリーを生かすも殺すもBMS次第で、中々いいのがないのが実情。

生セルに汎用のBMSを取付けただけではバッテリー内の各セルの電圧バランスが取れにくい。

その為、セルのバランスを何とかして取ってやろうとバランサーを取付ける。

このバランサーもパッシブ型とかアクティブ型というのがあるが、詳しい話は他に譲るとして一般的に人気なのはアクティブ型というもの。

要は電圧の高いセルから低いセルに電気を再分配して、全てのセルの電圧を揃えてやるもの。

価格的にはこれだとアリエクで買っても1,000円台で買える。

 

 

今日はそのアクティブバランサーがセルの電位差によって、どれくらいのバランス電流が取れるのかを測ってみた。

測定には100AhのLiFePO4にBMSが付いたものに、外部に各セルからの配線を引き出してリポメーターにつなぐ。

充電して、セルバランスが崩れているものにバランサーを取付けて電位差とバランス電流を読む。

画像が今回の実験の様子。

 

 

バッテリーを充電して、バッテリー電圧を13.6Vくらいまで上げたらセルがバラついてきた。

充電電極を外して少しの間放置。

 

 

リポメーターはバッテリー電圧、各セルの電圧、最高と最低の電位差が表示できる。

これは電位差を表示したもの。

 

 

一番電圧の高いセルに電流計を取付けて、バランサーから流れる電流を読むという簡単なもの。

 

 

 

適当にグラフが書けるように読んだ。

 

セルの電圧差とバランス電流を読んだものをグラフにプロットしたもの。

 

 

セルの電位差は高いところで300mV程度で、バランス電流は50mV程度だった。

他のアクティブバランサーで試してみたが多少の差はあるがどれも似たようなものだった。

バランサーの説明にはバランス電流が2Aとか4Aとか書かれているが、普通に使う上ではそんな電流は取れない。

アクティブバランサーは電位差があればバランス電流が流れるので、バッテリー電圧に関係なくバランス動作を行う。

充電時はセルバランスが崩れていても一晩放置しておくと電圧バラツキはかなり小さくなる。

そのまま放置すると時間は掛かるが全てのセルの電圧バラツキは10mV以下に揃う。 

 

 

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14 コメント

コメント日が  古い順  |   新しい順
Unknown (瀬菜丸)
2024-01-22 09:47:51
うなぎさんおはようございます。

あくなき探究心感服します、
オイラはマネ太郎なので丸パクリしたらあとはお任せ
おかげさまで電気に関しては全く問題なく過ごせてます
本日帰宅予定ですが10日の旅で走行ない日が4日ありましたが現在60パーセント残量でかえりたくないけどお魚食べたくなったので帰宅します。
返信する
Unknown (スズキ)
2024-01-22 10:10:54
うーん
むつかしいです、真空管CPUは真っ赤になって
頑張ってますよ(笑)
今、電動工具のバッテリで遊んでいます
ばらして4sになってる+とーで電圧を測って、さらに一本一本電圧を測って記録してます
このバッテリは2か月に一度は充電をしないとダメですよって言われました
それならどの位電圧が変化するか、測ってやろうってなったものです
まだ、始めたばかりですので結果はわかりませんが
結構電圧が下がっていきますね
バランサーなんか、ついてないと思いますので
どうなんでしょうね
暇なのでできる遊び方ですね
良い暇つぶしです・・・お恥ずかしい限り
返信する
ビンゴゲーム (まるは)
2024-01-22 10:15:24
うなぎ さん。

おはようございます。
激務の土日が終わりました。
建設費のコストパフォーマンスに翻弄です。

>今日はあまり面白味がなくブログの閲覧数も伸びない話。
BMSって新日本海フェリーの「ビンゴゲーム」で配布されるカードに似ていますね。「ドボン」か「リーチ」とか長い船旅の退屈しのぎです。

我々の分野でも「応力再配分」を塑性理論で取り扱います・・・電圧のハイブリッド機能・・・過不足を平坦に調整ですね。早稲田大学の松井Drは、応力度の縞理論の先駆者で、学生時代の良き先輩。
返信する
Unknown (ふくろうキャンカー)
2024-01-22 10:58:28
我が家のリチウム電池の調子が今一でうなぎさんから紹介されたこの「バランサー」を取り付けてます。
説明書では「イコライゼーション電流0-5.5A」と書かれてますがあの配線の太さでは無理と思ってました。
クランプ電流計(20mA)で計測しましたがメーターは振れませんでした。
充電後数日経過しているので当然ですね。
バッテリーの負荷は「メインスイッチ」で「NchFETリレー」を使用し電子レンジ以外の全てを制御してます。
未使用時のリチウム電池の電圧低下が昨年より大きいと感じてますが気のせいかな。
春の出動時までリチウム電池の配線を外して置こうと思いますがどうでしょう。
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瀬菜丸さん (うなぎ)
2024-01-22 11:54:54
まだのんびり旅してるようですね。
天気が今一なのが残念ですが、大寒を過ぎてもあまり寒くはなさそうです。
私はキャンカーで出て回ることもなく自宅で過ごしてますが、春になればぶらりと旅に出てみたいですね。
返信する
スズキさん (うなぎ)
2024-01-22 11:55:25
電動工具のリチウムバッテリーのBMSは、どれかのセル電圧が4.2Vになったら充電完了するように出来てます。
これを繰り返して使っていくうちに、どれかのセルだけが極端に電圧が下がって充電エラーになります。
中身の電圧の低いセルを取出して充電してやると、元通りに使えることも多いですよ。
返信する
まるはさん (うなぎ)
2024-01-22 11:55:57
土日のお仕事お疲れ様です。
とかく企業は建物の建設費を圧縮したがりますが、建物は中に入る設備コストの1/10にも満たないことが多いです。
応力再配分や塑性理論とか小難しい言葉が出てきましたね。
そういう難しい言葉ははるか昔に頭の中から追い出しましたよ。
返信する
ふくろうキャンカーさん (うなぎ)
2024-01-22 11:56:27
バッテリーからの電流が他に流れないようであればそのまま様子をみてもいいと思います。
気温が低いとバッテリー容量も下がりますからそのせいもありそうです。
温かくなったらバッテリーを14.2Vくらいまで満充電にして、セル電圧がどれも同じくらいになるまで放置しましょう。
バッテリーもBMSもリセットされます。
返信する
Unknown (gabaru)
2024-01-22 12:32:56
こんにちは。タイムリーなブログありがとうございます。昨年末に言われたようにバランサーを付けて様子見してます。今まで13.6V、3.4v以内で使っていたのでウナギさんが書かれていたように3.4vを超えるとバランスが大きく崩れましたがバランサーを付けてからは少しはマシになりました。とはいえ3.4Vを超えると三つのセルはバラツキながらですが充電されてますが一つのセルは3.4Vからあまり充電されません。セルがover voltageすると徐々に平均化はして3.35V付近でバランスします。
返信する
gabaruさん (うなぎ)
2024-01-22 18:57:21
今の状況はセルバランスが少し崩れています。
セルバランスが完全に取れていると、充電電圧14.4Vで充電するとセル オーバーボルテージが点灯することなくバッテリー電圧は14.2Vくらいまで上がります。
その時のセル電圧はどれも3.55V近くになりますが、それが完全にセルバランスが取れた状態です。

セルの電圧がバラついていてもバッテリー電圧を14.2V近くまで上げられれば、その状態を1時間程度保てればバランサーが働いて次第にセル電圧が揃ってきます。
それを何度か繰り返せばセルバランスが取れます。
リン酸鉄リチウムバッテリーは13.6Vくらいが満充電ですが、14.2Vくらいまで上げられると次第にセルバランスが取れてきます。

BMSが優秀だと勝手にセルバランスを取ってくれますが、汎用のBMSにバランサーを取付けても難しいです。
セルバランスを取るのはセルを全て並列接続して3.65Vで充電すれば取れますが、作業が大変です。
満充電に近くなったらソーラー充電などてゆっくり充電するとセル オーバーボルテージは点灯しにくいと思います。
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