Pin Li-FePO4 (pin sắt) rất dể hỏng! Các biện pháp ngăn ngừa.

[bqviet]

Pin LiFePO4 có trùng hợp khá hay ở chỗ điện áp của nó tương thích với bình điện ắc quy chì. 4 cell nối tiếp tương đương 1 bình 12V. Vì thế các hãng sản xuất ra cái gọi là drop-in replacement, một chiêu tiếp thị tới người dùng rằng pin này dễ dàng lắm, chỉ cần tháo bình điện chì cũ ra rồi thay bình điện làm từ pin này vào là xong, nạp xả y như cũ không thay đổi gì xung quanh. Tuyệt đại đa số bình điện từ pin trên thị trường chỉ đơn giản 4 cell nối tiếp.

Xét chi li ra, tất cả các loại lưu trữ điện năng đều có thể không cân bằng. Ắc-quy chì axit, li-ion, NiCad, NiMh ... cái nào cũng bị, chỉ ở mức độ khác nhau. Bình điện chì axit sở dĩ dùng rộng rãi vì giá thấp đồng thời tính năng tự cân bằng giữa các cell là tốt bậc nhất, hay nói cách khác hiệu ứng mất cân bằng cell rất yếu. Ở trong bình 12V, 6 cell chì axit tự cân bằng với nhau tốt. Tuy nhiên ở xe điện chạy từ 5 bình (72V) trở lên hiệu ứng mất cân bằng cũng xuất hiện khá phổ biến. Xe 4 bình lác đác có, xe 2, 3 bình rất ổn. Đám NiCad và NiMh cũng vậy.

Pin li-ion có mật độ năng lượng cao, dòng nạp/xả lớn, cộng thêm bản chất điện hóa linh hoạt nên dễ mất cân bằng trong chuỗi cell hơn so với ắc-quy chì axit. LiFePO4 cũng là một kiểu li-ion nhưng có tính chất hơi đặc biệt chút là "dễ tính" hơn các loại li-ion khác (LiCoO2, LiMn2O4 ...) và có khả năng tự cân bằng cell ở mức độ vừa phải. Vì vậy nhả sản xuất chọn LiFePO4 để sản xuất bình 12V thay thế ắc-quy chì.

Dài dòng từ đầu đến giờ, trả lời câu hỏi ngắn gọn câu hỏi trên "vậy sao nhà sx lại bỏ qua vấn đề điện áp tăng cao trên 1 cell pin khi sx ra cái bính 12v dùng trên xe máy" : vì (1) LiFePO4 tương thích điện áp với ắc-quy chì, (2) cell LiFePO4 có khả năng tự cân bằng gần bằng cell chì-axit, (3) điện áp 12V chưa lớn lắm nên chỉ cần 4s khả năng 1 cell bị tăng áp quá cao là hiếm.

Nếu làm chuỗi pin nối tiếp rất dài, điện áp cao, xả dòng lớn, theo dõi và/hoặc quản lý từng cell vẫn cần thiết.

[tuyennhan]

Bác bqv lại dập tắt thêm 1 ý tưởng của mình về mạch sạc mới từ câu : Giải thích nôm na ..... trở đi , mình có thắc mắc thế này nhờ bác bqv giài thích giúp đó là ngoài pack 3v còn có 12,24,48v nữa những pack này chắc cũng từ từng cell nối tiếp lại cho đủ v vậy sao nhà sx lại bỏ qua vấn đề điện áp tăng cao trên 1 cell pin khi sx ra cái bính 12v dùng trên xe máy .

[bqviet]

Xin lỗi các bạn cho phép tôi trò chuyện than mật 1 tí với anh bạn đáng mến này. Bạn bqviet ! Bạn cư trú ở đâu mà up bài vao lúc sớm thế? Cho phép tôi thực lòng khen ngợi bạn vì kiến thức của bạn về chủ đề liên quan phong phú quá! Bạn đã xem qua diễn đàn xe điện gần 500 tr kết hợp kiến thức nền của bạn thì bạn là siêu chuyên gia rồi !.
Bạn vui lòng cho tôi tham khảo về vd khá đơn giản mà tôi chưa có câu trả lời. quan sát 1 board mạch cân bằng thụ động từ ngọn đến gốc tôi thấy 1 điện trở 620 ohm có kích thước to nhất làm load resistor cho con mosfet được kích bời 1 con so áp 6 chân và 1 trở+1 tụ. Datashett của con so áp này cho thấy nó được đăt sẳn phần phân áp bên trong. Với phần cứng như vậy nó chỉ hoạt động riêng lể cho tùng tầng điện áp chỉ kịch hoat khi vượt ngưỡng điện áp thiết định. (Trong mạch active balancer nó so áp của 2 tầng liền kề để biết sai lệch điện áp giủa 2 tầng này nguyên lý này áp dụng chồng lên như xếp ngói theo thuyết minh khi sai lech đạt 100mV mạch balancer hoạt đông chuyển dòng từ string thừa volt sang string thiếu volt đen khi sai biệt chỉ còn 30mV thì dừng. Dòng balacer thường >1A. Thiết kế như thế tôi thấy là thỏa đáng)
Trở lại SP cân bằng thụ động ở trên, lấy 3.6V/620=58mA để làm dòng cân bằng thì tôi thấy sản phẩm này giống "vàng mã quá!" 58mA để can thiệp vào dòng sat 3000mA thì nục cười quá bạn có đồng ý với tôi không?
Trong giai đoạn absorbtion charge đương cong điện áp sạt có độ dốc rất lớn cho dù dòng cân bẳng lên đên 1000mA thì vẩn vô bổ vì can thiệp quá trể (trong mach active nó can thiệp sớm hơn từ lúc chệnh lệch diện áp giủa 2 tầng string là 100mV).
Tôi có 1 board cân bằng thụ động 8s TQ khi đem test từng tầng áo mổi lần test 2 dây thì không thấy tầng nào hoạt động, test 3day cũng không thấy chạy tôi dung digital oscilosop cầm tay test thì cũng chẳng thấy gì thật đáng ghét! Cho điỆn áp 5V qua trờ từ 1k giàm dần đến 100 ohm cũng không thấy có dòng qua con 620 ohm chẳng lẽ nó thực sự là vàng mã? con mosfet trên board chạy vài A dể dàng mà!
Tôi nghĩ rằng họ làm ra thứ có hình có dạng mà không làm nên trò trống gì thì lãng phí quá dù rất khá rẻ.
Nên tôi kết luận nên tẩy chay maặ hàng này! vì nó là đồ rởm?
Chào ban, Godd luck!

Khả năng lớn cái điện trở 620 đó không phải để cân bằng khi xả mà dùng để cân bằng các cell khi nạp. Điện trở kết hợp với đèn công suất MOSFET tạo nên một thứ tương tự công tắc bypass. Và cũng khả năng lớn nó là 62 ôm.

Giải thích nôm na thế này
Trong một chuỗi (string) nối tiếp nhiều cell đang nạp, sẽ có cái đầy trước những cái còn lại. Vì vậy cần phải có một cái công tắc theo một cách nào đó để "bỏ qua" cái cell đầy trước đó - tức là làm thế nào để điều hướng dòng nạp chạy vòng qua cell đó trong khi vẫn nạp đám cell còn lại. Nếu dùng công tắc cơ khí mắc song song với cell thì chính cái công tắc này sẽ nối ngắn mạch 2 cực cell => hỏng luôn.

Cách mà hệ BMS sử dụng là mắc nối tiếp 1 MOSFET với 1 điện trở thành 1 nhóm, nhóm này mắc song song với cell. Bằng cách đóng/cắt MOSFET liên tục trong khi nạp (điều biến dòng nạp chạy qua), điện áp rơi trên nhóm MOSFET & điện trở đúng bằng điện áp của cell đầy. Như vậy, về mặt hiệu dụng, dòng nạp đã chạy qua nhóm MOSFET & điện trở mà "bỏ qua" (bypass) không chạy qua cell nữa. Vì thế mới gọi là bypass MOSFET. Hiệu ứng bypass không hẳn là đúng 100%, tức là không nhất thiết toàn bộ dòng nạp "bỏ qua" cái cell đầy, IC khiển sẽ điều biến thế nào đó để ngay khi cell gần đầy thì phần lớn dòng nạp không chạy qua cell nữa mà rẽ nhánh qua nhóm MOSFET & điện trở rồi.

Chi tiết hơn nên tham khảo tài liệu của nhiều hãng : TI, Linear, ST ... đều mô tả chi tiết. Ví dụ
https://www.ti.com/download/trng/doc...0and%20How.pdf
Phía trên bqv chỉ giải thích nôm na cái nguyên lý mà hệ BMS đã cân bằng các cell trong chuỗi khi nạp như thế nào.

Cũng chính vì cấu tạo như vậy nên nếu chẳng may bypass MOSFET chết ngắn mạch, hoặc IC khiển sai, hoặc ... bất kỳ lý do nào khác trong thời gian đủ dài, cái cell mắc song song với nhóm MOSFET & điện trở sẽ bị xả về 0V. Nếu MOSFET chết hở mạch (chết đứt) cell khả năng sẽ bị nạp quá. Kiểu thì cũng dẫn tới kết quả cell tèo theo luôn. Nói cách khác, BMS không an toàn khi xảy ra sự cố - không có tính chất fail-safe.

Đấy là lý do chính đã từng đề cập ở các bài viết trước khiến cho bqv tránh dùng BMS cho chuỗi pin. Giá mạch BMS đắt thêm / rẻ bớt một vài trăm bạc không đáng kể gì khi so sánh với giá dù chỉ 1 cell LiFePO4 21Ah hàng tốt. Khi so sánh với rủi ro cell hỏng => bộ pin xe điện mất áp => xe nằm đường thì giá thành BMS tuyệt đối không còn ý nghĩa gì nữa.

[T.L.M]

Điện trở 620 chắc là 62 ôm đấy bác ạ. Trong một chuỗi nối tiếp thì dòng xả bằng nhau nên dòng sạc cũng như nhau. Có chênh lệch thì cũng ít thôi nếu như ban đầu tất cả các pin đều được nạp đầy.

[chinhnguyen9]

Xin lỗi các bạn cho phép tôi trò chuyện than mật 1 tí với anh bạn đáng mến này. Bạn bqviet ! Bạn cư trú ở đâu mà up bài vao lúc sớm thế? Cho phép tôi thực lòng khen ngợi bạn vì kiến thức của bạn về chủ đề liên quan phong phú quá! Bạn đã xem qua diễn đàn xe điện gần 500 tr kết hợp kiến thức nền của bạn thì bạn là siêu chuyên gia rồi !.
Bạn vui lòng cho tôi tham khảo về vd khá đơn giản mà tôi chưa có câu trả lời. quan sát 1 board mạch cân bằng thụ động từ ngọn đến gốc tôi thấy 1 điện trở 620 ohm có kích thước to nhất làm load resistor cho con mosfet được kích bời 1 con so áp 6 chân và 1 trở+1 tụ. Datashett của con so áp này cho thấy nó được đăt sẳn phần phân áp bên trong. Với phần cứng như vậy nó chỉ hoạt động riêng lể cho tùng tầng điện áp chỉ kịch hoat khi vượt ngưỡng điện áp thiết định. (Trong mạch active balancer nó so áp của 2 tầng liền kề để biết sai lệch điện áp giủa 2 tầng này nguyên lý này áp dụng chồng lên như xếp ngói theo thuyết minh khi sai lech đạt 100mV mạch balancer hoạt đông chuyển dòng từ string thừa volt sang string thiếu volt đen khi sai biệt chỉ còn 30mV thì dừng. Dòng balacer thường >1A. Thiết kế như thế tôi thấy là thỏa đáng)
Trở lại SP cân bằng thụ động ở trên, lấy 3.6V/620=58mA để làm dòng cân bằng thì tôi thấy sản phẩm này giống "vàng mã quá!" 58mA để can thiệp vào dòng sat 3000mA thì nục cười quá bạn có đồng ý với tôi không?
Trong giai đoạn absorbtion charge đương cong điện áp sạt có độ dốc rất lớn cho dù dòng cân bẳng lên đên 1000mA thì vẩn vô bổ vì can thiệp quá trể (trong mach active nó can thiệp sớm hơn từ lúc chệnh lệch diện áp giủa 2 tầng string là 100mV).
Tôi có 1 board cân bằng thụ động 8s TQ khi đem test từng tầng áo mổi lần test 2 dây thì không thấy tầng nào hoạt động, test 3day cũng không thấy chạy tôi dung digital oscilosop cầm tay test thì cũng chẳng thấy gì thật đáng ghét! Cho điỆn áp 5V qua trờ từ 1k giàm dần đến 100 ohm cũng không thấy có dòng qua con 620 ohm chẳng lẽ nó thực sự là vàng mã? con mosfet trên board chạy vài A dể dàng mà!
Tôi nghĩ rằng họ làm ra thứ có hình có dạng mà không làm nên trò trống gì thì lãng phí quá dù rất khá rẻ.
Nên tôi kết luận nên tẩy chay maặ hàng này! vì nó là đồ rởm?
Chào ban, Godd luck!

[bqviet]

Mạch theo dõi làm từ vi điều khiển hoặc mạch Arduino có sẵn đều được, nhưng để đo lường chính xác điện áp từng cell đồng thời đo trong cả dải rộng (trên 50V đối với chuỗi 16s) nên ADC độ phân giải tới 12 bit là cần thiết. Mạch Arduino bán sẵn thường độ phân giải chỉ 10bit, vi điều khiển thông dụng cũng vậy. Thị trường có tương đối ít MCU có ADC nội 12 bit.

Mạch theo dõi theo như mô tả trên bqv đã làm từ thời xa xưa, là một phần của hệ quản lý 12 bình điện chì - axit nối tiếp thành chuỗi để chạy máy chủ - một dạng DC-UPS tự chế đơn giản có thể lưu điện cả ngày. Gần đây cũng làm thêm hệ theo dõi tự động cho bộ pin LiFePO4 nữa. Bqv chưa có ý định thương mại hóa sản phẩm này, một phần vì nhận định rằng thị trường chưa sẵn sàng tiếp nhận, một phần vì cũng có nhiều việc khác để làm nên ... cũng chưa cần tiền lắm. Hiện tại cũng như những thiết kế khác, những cái tinh xảo nhất cứ để dùng cho vui đã, sau này mở dần phục vụ cộng đồng hoặc bán sản phẩm còn tùy tình hình thực tế.

[tuyennhan]

Suy nghĩ lại mình nhận ra kết hợp 16 đường ra của 16 mạch so sánh để kích mạch ngắt nguồn sạc , 4 đường thì dễ hơn nhưng không bảo vệ được từng cell .
Dùng led và quang trở như bác chinhnguyen9 thì đơn giản hơn vì chỉ cần tính cầu điện trở cấp áp cho led sao cho khi ở mức volt ngưỡng thì đủ sáng để thông hay ngắt quang trở còn dưới mức 1 tý thì không tác động .
Chỉ an ủi tý ở chỗ bác bqv còm là không cần thiết phải sạc cân bằng từng cell .

[chinhnguyen9]

Hay quá !ý kiến cụa bạn đã giúp tôi khẳ đinh định 1 ý tưởng: dùng arduino nano nhung tiếc chỉ đọc trưc tiếp được 6 cổng analog nên cần lập trình quét để nó đọc được vài chục cổng sau đó các việc khac thì dể thôi phải không bạn Tôi nghĩ nếu bạn có thời giờ hảy thưc hiện dự án này đi tạo sản phẩm thương mại hay upload free cho cộng đồng đếu hay.

[bqviet]

Bạn bqviet mến! ý kiến bạn hay và hợp với ý định của tôi, Tôi đã nghĩ: Nnếu có 1 mach phát hiện điện áp của 1 string bất kỳ vượt 3.6V mạch sạt sẽ ngắt thì OK!
Tôi có ý tưởng dùng 16 led dán hàn tập trung lại 1 diện tích nhỏ nhất với zener phù hợp và 1 con quang trở và được bọc cản quang con quang trở sẽ thông báo tín hiệu phát hiện và để kích cắt máy sạt. Nhung mắt tôi quá kém không hàn được linh kiện dán cho dù dùng kính lúp.
Bạn nào có hứng thú và hưởng ứng thì làm để thị trường có thêm SP hổ trợ.
Tôi vừa mua một BMS 16s 35A 3.2V bị chém 450k tức anh ách, vì SP cùng loại cho Pin 3.7V chỉ có 170k ờ cùng nơi bán.
Ben Lazada đã có hàng 20s giá chỉ 400k.

Xin phép viết lại cho rõ chút ở đây : cần cái mạch phát hiện điện áp của 1 cell nào đó trong cả chuỗi (string) nối tiếp có điện áp vượt quá ngưỡng đặt trước, mà ở đây người mở luồng chọn 3,6V. Từ đó sẽ hiển thị, cảnh báo và/hoặc tác động rơ-le ngắt mạch. Để giải quyết vấn đề này có nhiều cách.

Cách đơn giản nhất là mỗi cell mắc 1 đồng hồ kim hiển thị. Cách này đơn giản nhưng cồng kềnh và tốn công theo dõi bằng mắt. Ngó qua thấy nó có vẻ tốn kém, thực tế cũng không tốn mấy vì đồng hồ kim đo điện áp mua cả lố khá tiết kiệm, nếu so sánh với giá thành cả bộ pin 16s xe điện chẳng hạn không đáng là bao.

Cách tiết kiệm hơn chút là 1 đồng hồ kết hợp với 1 chuyển mạch 2 cực. Tại mỗi thời điểm chọn 1 cell để đo điện áp. Tiết kiệm hơn, nhưng coi bộ tốn công.

Cách mà bqv làm là dùng vi điều khiển có ADC 12 bit, cụ thể là PIC16F1782, lập trình để đo mức điện áp ở những điểm kết nối giữa các cell mắc nối tiếp. Từ đó trừ đi nhau sẽ suy ra điện áp từng cell. Tốn công lập trình và làm mạch nho nhỏ, nhưng đây là cách tiết kiệm nhất cả về chi phí phần cứng (linh kiện, diện tích bảng mạch) lẫn công sức vận hành. Cũng tự động ra tác động tới bên ngoài (ngừng nạp khi quá áp, ngừng xả khi xả quá sâu). Mạch theo dõi, tác động đã làm cho việc thực tế chạy vài năm nay.

Dùng zener kết hợp opto hoặc zener kết hợp LM339 cũng là cách hay để thực hiện công việc. Tốn linh kiện hơn một chút, cồng kềnh hơn chút chút nhưng bớt đi được khâu lập trình vi điều khiển. Bqv dùng vi điều khiển đơn giản là vì thạo món này thôi. Người khác tùy ý dùng cách thức phù hợp với sở trường của mình. Tuy nhiên cũng lưu ý rằng zener bán ngoài thị trường không chính xác lắm đâu. Sai số điển hình là 5%, nhưng đám zener dưới 4,1V sai số nhiều vì bản chất vật lý phần bán dẫn, cộng thêm linh kiện hàng chợ nên sai lệch rất mạnh. Dùng TL431 cũng tốt, nhưng sẽ tăng chi phí và linh kiện phụ trợ xung quanh (TL431 cần 2 điện trở định áp).

Cá nhân bqv _tránh_ dùng BMS không phải vì giá thành mà không vì muốn chức năng cân bằng cell của BMS. Chức năng này khá "mong manh dễ vỡ", khi nó dở chứng sẽ rất tai hại cho bộ pin đắt đỏ. Thêm nữa cũng vì ý thức nghề nghiệp : mình là dân điện tử - nhúng gộc, đủ khả năng tự chế được bộ nạp, bộ theo dõi, thậm chí cả BMS đầy đủ (nếu muốn) mà đi mua mạch nạp với mạch BMS thì ra cái thể thống gì nữa.

[chinhnguyen9]

Chào bạn tuyennhan! Vấn đề ở đây là ta có nhu cầu đoc áp ở 16 điểm với điện thế so với GND ở 16 tầng khác nhau có IC nào làm được điều đó? thì quá hay.
Nếu ta ldùng LM339 nó đọc và so áp được 4 cồng nuôi bằng nguồn 12V lấy từ 4 điểm 4s;8s;12svà 16s của string thì cũng được thì ta phải dùng 4 con như vây mới đủ ,sau đó ta còn phải gom 16 tin hiệu ra thành 1tín hiệu kịch mạch ngắt relay dòng ra hoặc vao của bộ sạt.
Và giá thành bộ này cao hơn ý tường dùng led và quang trở. Nó làm một lúc 3 việc dò, so và gom 16 tín hiệu thành 1 và sơ độ mạch là tối đơn giản.

[tuyennhan]

Bạn bqviet mến! ý kiến bạn hay và hợp với ý định của tôi, Tôi đã nghĩ: Nnếu có 1 mach phát hiện điện áp của 1 string bất kỳ vượt 3.6V mạch sạt sẽ ngắt thì OK!
Tôi có ý tưởng dùng 16 led dán hàn tập trung lại 1 diện tích nhỏ nhất với zener phù hợp và 1 con quang trở và được bọc cản quang con quang trở sẽ thông báo tín hiệu phát hiện và để kích cắt máy sạt. Nhung mắt tôi quá kém không hàn được linh kiện dán cho dù dùng kính lúp.
Bạn nào có hứng thú và hưởng ứng thì làm để thị trường có thêm SP hổ trợ.
Tôi vừa mua một BMS 16s 35A 3.2V bị chém 450k tức anh ách, vì SP cùng loại cho Pin 3.7V chỉ có 170k ờ cùng nơi bán.
Ben Lazada đã có hàng 20s giá chỉ 400k.

Em cũng giống bác mắt kém hàn đồ nhỏ thì run tay khó hàn nên em sẽ thay led dán bằng opto quang nó có thêm con trans bên trong nên dễ tăng điện áp kích ngắt hơn . Còn ý riêng thì em tính ráp mạch so áp 16 s dùng 6324 hay ic số 16 s thì dùng 4 ic nguyên lý là đặt trước 1 áp cố định ví dụ 3,4 v vào 1 cổng vào cổng còn lại nối với + 1 cục pin khi áp cổng này lên tới 3,4 v đầu ra sẽ có áp vcc kích rờ le ngắt nguồn sạc .

Nếu không có thời gian lắp và thử mạch mà bộ BMS 35 A dùng tốt thì cũng đáng mua với giá 450 k bác ạ .

[chinhnguyen9]

Bạn bqviet mến! ý kiến bạn hay và hợp với ý định của tôi, Tôi đã nghĩ: Nnếu có 1 mach phát hiện điện áp của 1 string bất kỳ vượt 3.6V mạch sạt sẽ ngắt thì OK!
Tôi có ý tưởng dùng 16 led dán hàn tập trung lại 1 diện tích nhỏ nhất với zener phù hợp và 1 con quang trở và được bọc cản quang con quang trở sẽ thông báo tín hiệu phát hiện và để kích cắt máy sạt. Nhung mắt tôi quá kém không hàn được linh kiện dán cho dù dùng kính lúp.
Bạn nào có hứng thú và hưởng ứng thì làm để thị trường có thêm SP hổ trợ.
Tôi vừa mua một BMS 16s 35A 3.2V bị chém 450k tức anh ách, vì SP cùng loại cho Pin 3.7V chỉ có 170k ờ cùng nơi bán.
Ben Lazada đã có hàng 20s giá chỉ 400k.

[bqviet]

Lập trình thì mình không rành nên dùng analog thôi làm mạch dò áp pin ở vài cục trong 4 nhánh nếu lên 3,45 v thì ngắt nguồn sạc cho dễ .

Mạch analog cũng tốt. Hoặc dùng đồng hồ kim cũng được. Cả chuỗi cell 16s xe điện, so sánh với giá đầu tư ban đầu, thêm 1 chuyển mạch từng cell và 1 đồng hồ kim chỉ để theo dõi điện áp cũng vẫn hợp lý.

[tuyennhan]

Lập trình thì mình không rành nên dùng analog thôi làm mạch dò áp pin ở vài cục trong 4 nhánh nếu lên 3,45 v thì ngắt nguồn sạc cho dễ .

[bqviet]

Thảo luận về hệ pin tĩnh, gần 500 trang với rất nhiều thông tin bổ ích, nếu ai đó đủ kiên nhẫn đọc hết
http://www.cruisersforum.com/forums/...nks-65069.html