Kann man sich sicher auf individuellen 18650-Zellenschutz in einer 4S4P-Konfiguration verlassen?

Ich möchte eine Powerbank mit Hot-Swap-fähigen 18650-Zellen bauen. Ein „Seniorenheim für geborgene Zellen“-Gerät.
Es wird erwartet, dass es bei Zellausfall und -austausch weiterhin Strom liefert (zunächst ein ähnlicher Ladezustand sichergestellt).

Die Zellen haben unterschiedliche Kapazitäten und Widerstände und möglicherweise leicht unterschiedliche chemische Eigenschaften.

Die Antwort hier erklärt viel zu: nicht übereinstimmende parallele Zellen.

Ich frage mich, ob die Kombination mehrerer Schutzschaltungen und PTCs in einem 4x4-Array nicht vielleicht zu gefährlichen Rückkopplungsschleifen, Deadlocks usw. führt - z. B. wenn ein Niveau erreicht wird, bei dem sich Komponenten gegenseitig wiederholt ein- und ausschalten oder besondere Umstände erfordern zurücksetzen.

Ist das eine nennenswerte Gefahr?

Ich persönlich würde geborgene Zellen für nichts verwenden. Es gibt keine Möglichkeit, ihre Geschichte zu erfahren oder wie viel Leben sie noch haben. Sie können eine Menge Arbeit in Ihr Projekt stecken und nur sehr wenig davon haben. Außerdem neigen Zellen, die verwendet werden, nachdem ihr Reihenwiderstand angestiegen ist oder ihre Kapazität abgenommen hat, eher dazu, sich zu entlüften oder auszudehnen oder sogar Feuer zu fangen. Ich bin mir nicht sicher, was Sie meinen, wenn Sie "4x4" sagen. Wenn Sie 4 Reihen und 4 parallel meinen, dann empfehle ich es DEFINITIV nicht. Sie möchten niemals Zellen mit unterschiedlichen Kapazitäten in Reihe schalten.
" ...Kombination von Mehrfachschutz... " Hängt von den Schutzschaltungen ab. Um Ihre Frage zu beantworten, müssten wir die Schaltpläne der Schutzschaltungen oder ihre Datenblätter kennen.
@mkeith Hätte nicht daran gedacht, es zu schreiben, aber ja, für die in Reihe geschalteten Zellen müsste eine ähnliche Kapazität sichergestellt werden.
@NickAlexeev Ich würde solche Dinge auch gerne wissen, aber hier habe ich nur "0,7 USD / Stück dünne Platine, die auf geschützten Batterien aus China montiert wird, sowie möglicherweise mehr Schaltkreise, die in einige der Zellen integriert sind". Die von mir getesteten scheinen Schutz vor Überladung/Überentladung/Rückladung zu bieten. Aber ich frage eher nach dem Prinzip.

Antworten (1)

Vom Ende:

Ich denke, dass das Recycling von Zellen aus alten Packungen potenziell praktikabel ist. Oft fallen eine oder wenige Zellen aus und „nehmen die ganze Packung herunter“, und die Leute verwenden Zellen auf Amateurbasis wieder und planen, dies in großem Umfang kommerziell zu tun. Aber für gute Ergebnisse scheint ein angemessenes Maß an Zellanpassung oder individuellem Zellmanagement fast zwingend erforderlich zu sein.

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Eine 4S4P Hot-Swap-fähige 18650-Batteriebank ist bei ausreichendem * Design machbar.
ABER ich würde erwarten, dass die Chancen, dass es mit mehreren Swaps über einen längeren Zeitraum sicher und zuverlässig funktioniert, wenn nur der ursprüngliche Einzelzellenschutz verwendet wird, minimal sind. Größere Chancen hätte ein System mit maßgeschneidertem Einzelzellschutz.
Am besten wäre ein System, das mit verschachtelten Einzelzellen, pro einzelnem String und Mehrfach-String-Schutz arbeitet. Ob das wirtschaftlich oder praktikabel wäre, ist TBD. Ich weiß, dass es Leute gibt, die versuchen, dies kommerziell zu tun - ob sie Erfolg haben, ist ebenfalls TBD.

*Der Wert „ausreichend“ hängt davon ab, wofür und in welcher Umgebung das Endprodukt verwendet werden soll und wie gut Sie bereit oder in der Lage sind, Zellen vor der Verwendung zu charakterisieren. Ursprüngliche individuelle Zellprotektoren ("ICP") zielen auf einen ziemlich groben "lass es nicht spektakulär sterben"-Schutz ab. Während also "Entlüften mit Flamme ein Fehler ist, ist "rau behandelt werden und nach zu wenigen Zyklen an Kapazität verlieren" außerhalb seines Bereichs.

Einzelne Zellen sollten NIEMALS auf über 4,2 V/Zelle geladen werden. Wie genau die einzelnen 4,2 V eines bestimmten ICP sind, ist unbekannt und kann je nach Qualität / Marke / Temperatur / MÖGLICHERWEISE Alterung und Murphy variieren. Das Aufladen eines 4S-Strings auf 16,8 V KANN ermöglichen, dass keine einzelne Zelle über 4,2 V aufgeladen wird, und KANN zulassen, dass alle Zellen auf innerhalb von sagen wir 0,25 bis 0,5 V von 4,2 V aufgeladen werden, und möglicherweise nicht. Wenn Zellen wahllos gemischt werden, kann es im schlimmsten Fall vorkommen, dass 3 x konservative Spannungsbegrenzer und einer, der nicht mehr wirklich funktioniert, in einem 4S-String gemischt werden, sodass Sie beispielsweise 3 x 4,1 V und 1 x 4,5 V erhalten. Das KANNst du überleben. Sie dürfen nicht.

"Echte Leute" scheinen zu glauben, dass Sie 4S-Saiten im normalen Gebrauch ausbalancieren müssen, daher scheint es kaum eine Chance zu geben, dass halb zufällig ausgewählte Saiten mit unausgewogenem 4S gut funktionieren würden. Im besten Fall würden die einzelnen String-Spannungsbegrenzer funktionieren, aber wenn die Terminierung darauf basiert, dass I chg bei CV auf einige % von CC max abfällt, könnte die gesamte String-Kapazität durch eine Zelle mit niedriger Kapazität erheblich reduziert werden. Dies neigt dann dazu, die schlechte Zelle über mehrere Zyklen herunterzupumpen, da sie etwa 90 % beträgt, wenn andere zu 100 % aufgeladen sind, sodass sie bei der folgenden Entladung Vminimum vor den anderen erreicht und da Vstring noch nicht bei Vininun_string ist Die niedrige Zelle wird in Tiefentladung getrieben, ihre Kapazität wird dadurch weiter reduziert und läuft dann den anderen beim nächsten Ladezyklus hinterher.

Ich könnte weiterhin verschiedene realistische, aber auch halb ausgedachte "könnte passieren"-Szenarien erfinden, aber es sollte ausreichen zu sagen, dass die Variabilität im normalen Gebrauch mit Zellen derselben Marke und desselben Modells in ähnlichem Zustand ausreicht, dass ein aktives Balancing für kommerzielle Zwecke als notwendig erachtet wird Verwenden Sie SO in diesem Fall mit einer Nichtübereinstimmung von fast allem, was eine absolute Notwendigkeit zu sein scheint.

Ich denke, dass das Recycling von Zellen aus alten Packungen potenziell praktikabel ist. Oft fallen eine oder wenige Zellen aus und „nehmen die ganze Packung herunter“, und die Leute verwenden Zellen auf Amateurbasis wieder und planen, dies in großem Umfang kommerziell zu tun. Aber für gute Ergebnisse scheint ein angemessenes Maß an Zellanpassung oder individuellem Zellmanagement fast zwingend erforderlich zu sein.

Danke schön. Ich dachte speziell an die Probleme mit dem Zusammenspiel der Schutzkomponenten - so etwas wie das Parallelschalten geregelter Netzteile -, aber mit der starken Stimmung "der Mühe nicht wert", werde ich mich stattdessen mit diesen kommerziellen Versuchen befassen.
Meiner Meinung nach ist der Weg, es funktionsfähig zu machen, ein mehr als gewöhnlich intelligentes Ladegerät/BMS/Schutz-Framework, das die Leistung jeder einzelnen Zelle bei jedem Ladezyklus neu bewertet, um aktiv an der Aufrechterhaltung des Pakets teilzunehmen ("Zelle 3 im zweiten Kette begrenzt die Kapazität, als nächstes wechseln"
@kaay ich wollte dich nicht abschrecken! Wirklich :-). Geben Sie einfach ein Gefühl dafür, was auf Lager sein könnte. Allein das Hinzufügen von Ausgleichsverbindungen pro Zelle und die Betrachtung, wie Menschen Ausgleichssysteme betreiben, würde viel dazu beitragen, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass es sich selbst verbrennt. | Die von mir erwähnten kommerziellen Systeme sind noch nicht auf dem Einzelhandels-/Haushaltsmarkt. Es mag einige geben, die ich nicht kenne, aber die, die ich im Sinn hatte, leisten Entwicklungsarbeit in Australien. Ich habe mit einem der beiden Hauptentwickler gesprochen....
... Ich werde die Dinge, die mir gesagt wurden, nicht direkt kommentieren , ABER sie haben eine Reihe öffentlicher Preise für Innovation gewonnen, und es gibt Material im Internet darüber, so dass das allgemeine Konzept und einige Details nicht geheim sind. Basierend auf dem, was ich öffentlich erwähnt habe, verwenden sie Zellen aus toten Packs und etablieren Mittel, um sie in Modulen zu betreiben, die unabhängig von der Leistung der einzelnen Zellen eine konstante Ausgangsspannung liefern. Ich habe keine Details darüber, wie sie tun, was sie tun, aber wenn man ihre Behauptungen liest, klingt es keineswegs unmöglich, aber ärgerlich komplex. ...
... dh wenn Sie eine Mischung aus Kapazitäten, Schwankungen in der verbleibenden Kapazität, unterschiedlichen Impedanzen usw. haben, klingt das Ausgleichen und Aufrechterhalten von Vout und einem minimalen Iout-Leistungsniveau anspruchsvoll - wiederum nicht im Konzept, das "nur eine Frage des Tuns" ist, sondern an Hardware erforderlich.
@RussellMcMahon Entschuldigung, wenn ich falsch geschrieben habe. Die Stimmung kam aus mehreren Quellen; Die Liste der Dinge, die beim Design berücksichtigt werden müssen, wird immer länger, und die ursprüngliche Frage untersucht Themen, die ich nicht einmal erreichen werde. Kein Projekt für eine unerfahrene Person.
@kaayDoit!!! Fangen Sie einfach klein an, stellen Sie es nicht irgendwo auf, wo das gelegentliche Feuer Sie mehr als nur geringfügig stört, und behalten Sie den Überblick darüber, was Sie getan haben und was passiert. Ich habe einen "Internetfreund", der mit Erfolg ausgefallene Bohrakkus mit Ex-Laptop-LiIons umpackt. Viele ausgefallene Laptop-Akkus haben viele gute Zellen. Und, wie ich bereits erwähnt habe, glauben die Leute, dass sie ein Geschäftsmodell aufbauen können, um sie zu verwenden. (Vermutlich hilft es, dafür bezahlt zu werden, was sonst als Abfall behandelt würde). Seien Sie vorsichtig, haben Sie Spaß, berichten Sie zurück.
Kann man sich sicher auf individuellen 18650-Zellenschutz in einer 4S4P-Konfiguration verlassen?
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