Czy mogę używać wielu akumulatorów 18650 równolegle ze standardową płytą ładowarki MicroUSB 3,7 V?

12

Jest taka płytka Bluetooth Audio Reciever / Amplifier, którą chcę uzyskać z serwisu eBay, i zgodnie ze schematem jest w niej element ładowarki litowej MicroUSB 3,7 V.

Rozumiem, że okablowanie wielu akumulatorów nie zwiększa napięcia, ale raczej prąd / pojemność, czy będę w stanie podłączyć równolegle wiele akumulatorów 3,7 V 18650 (może 4), aby wydłużyć czas pracy, kosztem dłuższego ładowania czasy?

Czy jest to uniwersalny przypadek czy sytuacja specyficzna dla układu? Zapytałem wszystkich sprzedawców, którzy sprzedają ten produkt, i żaden z nich nie zna odpowiedzi.

Link do przedmiotu na eBayu: http://www.ebay.ca/itm/181744265268

użytkownik3125996
źródło

Odpowiedzi:

11

Istnieje wiele możliwych problemów. Zbyt wielu, aby wymienić w komentarzu. Wymienię je tutaj.

Po pierwsze bezpieczeństwo. Jeśli każda komórka ma już ochronę, to dobrze. Zdecydowanie polecam używanie chronionych komórek w tej aplikacji. Ale jeśli nie, przynajmniej upewnij się, że wstawiłeś jakieś urządzenie ograniczające prąd między ładowarką a każdym ogniwem. Może to być bezpiecznik lub PTC (bezpiecznik samoresetujący). Dużym problemem związanym z równoległymi komórkami jest to, że jeśli jedna zacznie działać wadliwie, pozostałe komórki zrzucą cały ładunek do uszkodzonej komórki, co pogorszy sprawę. Potrzebny jest więc pewien rodzaj ogranicznika prądu do pokrycia tego przypadku. Bezpiecznik jest prawdopodobnie bezpieczniejszy, ale PTC również byłby rozsądny i może odzyskać automatycznie, jeśli kiedykolwiek zadziała podczas normalnej pracy.

topologia paczki

Innym problemem jest to, że kiedy początkowo podłączasz ogniwa, powinieneś upewnić się, że są już pod tym samym napięciem, a jeśli nie, to ogranicz prąd, aż się wyrównają. W przeciwnym razie prąd wyrównawczy może być bardzo duży dla 18650's (a jeśli użyjesz bezpieczników, prąd wyrównawczy może spowodować ich uszkodzenie). Najłatwiejszym sposobem na poradzenie sobie z tym może być po prostu pełne naładowanie każdej komórki przed ich połączeniem. W tym momencie napięcia będą bardzo bliskie.

Gdy komórki są równoległe, prawdopodobnie nie ma dużego problemu z niewielkim niedopasowaniem pojemności, jeśli są one tej samej marki i modelu komórki. Jeśli nie zostaną idealnie dopasowane, po prostu naturalnie będą dzielić prąd proporcjonalnie do swojej pojemności podczas ładowania i rozładowywania, czego i tak chcemy.

Rozważmy teraz problemy operacyjne. Ładowarki są zwykle konfigurowane do ładowania komórki o określonej pojemności. W tym przypadku nie wiemy, co to za pojemność, ale prawdopodobnie nie jest to 4 x 18650. Małe różnice w pojemności nie będą miały znaczenia, ale jeśli użyjesz 4x pojemności projektowej ładowarki, mogą wystąpić pewne problemy. Po pierwsze, szybkość ładowania będzie niska dla tak dużego zestawu akumulatorów. Po drugie, ładowanie może nie zostać prawidłowo zakończone. Normalne kryterium zakończenia ładowania opiera się na akceptacji ogniwa podczas etapu ładowania stałym napięciem. Przy pojemności 4x akceptacja nigdy nie może spaść do dolnej granicy wymaganej do normalnego zakończenia ładowania. Ponadto ładowarki mają zwykle wtórne kryterium zakończenia zapasowego. Zasadniczo jeśli kryterium normalnego obciążenia nie zostanie spełnione w określonym czasie, opłata i tak zostanie zakończona. W takim przypadku limit czasu może wystąpić nawet przed pełnym naładowaniem akumulatorów. Zwykle przekroczenie limitu czasu występuje tylko wtedy, gdy komórka jest uszkodzona, ale ponieważ pojemność jest znacznie większa niż przewidywano, może zadziałać przedwcześnie.

Mam nadzieję że to pomoże! Pamiętaj, że wymieniając problemy, nie próbuję Cię zniechęcać. Chcę tylko, abyś był świadomy potencjalnych problemów, abyś mógł je rozpoznać, jeśli wystąpią.

mkeith
źródło
Zrozumiałem dopasowanie do komórki i planuję zrobić to precyzyjnie, i nie mam nic przeciwko temu, że mam naprawdę wolny czas ładowania, jestem już przyzwyczajony do czekania 16 godzin na naładowanie ładowarki USB 20Ah. Czy ze względów bezpieczeństwa polifuse MF-RHT200 byłby dla mnie dobrym wyborem, z prądem zadziałania 3,8 A i prądem podtrzymania 2A? Czy potrzebowałbym tylko jednego lub czterech z nich (po jednym dla każdej baterii)? Co również sugerujesz przez rozwiązanie zapasowe?
user3125996,
2
Mówię o tym, że jeśli układ scalony ładowarki oczekuje 1 ogniwa, a Ty podłączasz 4 ogniwa, może upłynąć limit czasu zanim ogniwa osiągną pełne naładowanie. Większość układów scalonych ładowarki ma taki limit czasu. Bardzo trudno jest polecić PTC bez znajomości normalnego poboru prądu itp. Ale w tym arkuszu danych MF-RHT200 jest prawdopodobnie najlepszym wyborem. Wygląda na to, że seria MF-RHT została zaprojektowana do zastosowań w wysokich temperaturach. Prawdopodobnie spróbowałbym wybrać bardziej standardowy. Jest to dobra cecha, że ​​PTC wyłącza się przy niższych prądach, gdy jest gorący. To sprawia, że ​​jest bardziej czuła, jeśli komórka jest gorąca.
mkeith,
W porządku, więc zgaduję, że 1 polifuse powinien wejść pomiędzy moc wejściową a przecież wszystkie równoległe baterie, prawda? Osobiście uważam, że wybrany przeze mnie bezpiecznik wygląda jak właściwy, ale jeśli masz inny model, który możesz mi zasugerować, śmiało. Inna wersja pozornie tej samej płyty Bluetooth wydaje się sugerować obsługę wzmacniacza bateryjnego powyżej 1,5A, więc wyobrażam sobie, że maksimum byłoby w tym obszarze, ale niewiele wyżej. Czy główną niedogodnością związaną z ładowarką powodującą przekroczenie limitu czasu może być konieczność kilkukrotnego odłączenia / ponownego podłączenia kabla USB, aby uzyskać pełne naładowanie?
user3125996,
1
Potrzebujesz jednego polifusetu na każdą komórkę (ale tylko wtedy, gdy komórki nie są chronione).
mkeith,
1
Myślę, że jeśli komórka jest chroniona, nie ma potrzeby PTC. Zajrzyj na fora Candlepower, aby uzyskać rekomendacje. Dwaj, których znam, to EagleTac i Orbtronic. Obaj używają komórek panasonic. Istnieje wiele ekstremalnie niskiej jakości (w zasadzie fałszywych) 18650, więc bądź ostrożny.
mkeith,
4

Tak, ale lepiej cholernie upewnij się, że komórki są dobrze dopasowane, ponieważ bardzo mała różnica może powodować problemy. I naładuj je wszystkie do tego samego napięcia przed ich złożeniem. Prawdopodobnie chcesz nawet połączyć wszystkie ujemne zaciski razem i umieścić oporne rezystory (1kohm +) między dodatnimi zaciskami i pozostawić je na noc, aby wszystkie komórki mogły się zrównoważyć przed połączeniem ich bezpośrednio.

Edytować:

Układ równoważący:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Ignacio Vazquez-Abrams
źródło
Miałem wrażenie, że czynnikiem będzie dopasowanie pojemności komórki. A jeśli kupiłbym nowy 4-pak 18650 (prawdopodobnie VTC5) i natychmiast podłączyłbym go bezpośrednio do bluetooth / karty ładowania równolegle, nie dotykając ich gdziekolwiek indziej, czy to wystarczy?
user3125996,
2
Nadal pozwoliłbym im zachować równowagę przez noc.
Ignacio Vazquez-Abrams
W porządku, więc powinienem ładować 4 akumulatory, aż zatrzyma się jeden po drugim za pomocą ładowarki tej bluetooth, a następnie poza ładowarką podłączyłem ujemne przewody każdej baterii razem, a ujemne przewody razem z rezystorem 1kohm + ?
user3125996,
Czy mogę mieć prosty wizualny schemat tego ustawienia, aby mieć jasny obraz tego, co masz na myśli?
user3125996
1
Wszystkie są podłączone do tego samego węzła zwrotnego; właśnie tym jest ten skierowany w dół trójkąt.
Ignacio Vazquez-Abrams
1

W przeciwieństwie do tego, co inni mogą promować jako OK, nigdy nie mogę zalecić umieszczania baterii w bezpośrednim połączeniu równoległym. Dotyczy to ładowania i rozładowywania do ładunku.

W przypadku akumulatorów litowych dobrze jest ładować je indywidualnie.

Jeśli musisz mieć większą pojemność podczas rozładowania podczas ładowania do obciążenia, najlepiej połączyć wszystkie ogniwa szeregowo, a następnie użyć regulatora przełączającego, aby przekonwertować całkowite napięcie stosu na napięcie wymagane do obciążenia.

Ta ostrożność jest szczególnie ważna w przypadku osób, które mają tylko niewielkie pojęcie o tym, dlaczego moje zalecenie istnieje.

Michael Karas
źródło
3
Jakieś uzasadnienie tego? Moim zdaniem połączenie szeregowe jest bardziej niebezpieczne, ponieważ wymaga balansera do bezpiecznego ładowania. Również układy ochronne na ogniwa są w dużej mierze bezużyteczne dla 3 lub więcej ogniw w szeregu, ponieważ ulegną one rozpadowi przy ~ 8 V napięciu wstecznym.
jpa
1
@jpa - powiedziałem, żeby ładować komórki indywidualnie.
Michael Karas,
3
Problemy z chipami ochronnymi dotyczą także użytkowania, a zwłaszcza końca rozładowania. Bezpieczne działanie pakietu serii litowo-jonowej wymaga osobnego przełącznika końca rozładowania, układy zabezpieczające na ogniwo nie wystarczą. Czy wyjaśniłbyś, jakie ryzyko widzisz podczas równoległego użytkowania? „Szczególnie ważne dla osób, które nie wiedzą, dlaczego jest to ważne” nie bardzo pomaga.
jpa
Otwarte lub zwarte ogniwo w pakiecie szeregowym powoduje, że pakiet wytwarza niewystarczające napięcie i moc - co czyni urządzenie użytkownika bezużytecznym. Jest to dobry wskaźnik dla użytkownika, że ​​bateria lub urządzenie wymaga serwisowania. Żadne inne komórki w pakiecie zwykle nie są uszkodzone. Otwarta lub zwarta komórka w równoległym pakiecie powoduje zmniejszenie pojemności i czasu działania pakietu. Urządzenie użytkownika często będzie przez pewien czas działało normalnie; jednak zwarta lub częściowo zwarta komórka ostatecznie ...
zeffur
opróżnij pobliskie komórki powyżej zalecanego napięcia odcięcia - co ostatecznie spowoduje nieodwracalne uszkodzenie innych ogniw w pakiecie, jeśli uszkodzona komórka nie zostanie wymieniona. Ale nic z tego nie oznacza, że ​​ludzie nie mogą lub nie powinni budować i używać równoległego lub szeregowego zestawu akumulatorów. W rzeczywistości pakiety równoległe serii + są bardzo często wykonywane w celu uzyskania idealnej V i pojemności z akumulatora (wszystkie samochody EV używają akumulatorów szeregowych + równoległych).
zeffur
1

„Tak”, jeśli masz odpowiednią ładowarkę - „Nie”, jeśli nie masz właściwej ładowarki.

Wygląda na to, że masz błąd w zrozumieniu produktu, który podałeś powyżej. 2-stykowy port pokazany pod adresem URL służy do podłączenia do źródła zasilania prądem stałym (tj. Ogniwo lub bateria 3,7 V lub port USB 5 V) - NIE wydaje się być portem ładowania. Po prawej stronie tego portu znajduje się przełącznik ręczny do przełączania źródła zasilania z 3,7 V na 5 V.

Teraz, jeśli chodzi o równoległe ładowanie ogniw litowo-jonowych, ogniwa powinny mieć te same profile / charakterystyki ładowania i rozładowania, aby były bezpiecznie umieszczone w równoległym akumulatorze (jeśli nie pasują do siebie dobrze, nie rozładują się i nie naładują w te same stawki, potencjalnie opróżniają inne ogniwa, potencjalnie przegrzewają się podczas rozładowywania / ładowania i ewentualnie odpowietrzają / wybuchają i / lub zapalają się podczas ładowania). Wszystkie ogniwa powinny być początkowo naładowane do tego samego poziomu i pozostawione do zrównoważenia / wyrównania w równoległym układzie łączności przez 24 godziny. Poleciłbym również oporniki ograniczające prąd w przypadku zwarcia komórki / s. To powinno ograniczyć ryzyko pożaru.

Nawet jeśli początkowo zaczniesz od idealnie dopasowanych komórek, które działają dobrze przez pewien czas, prawdopodobne jest, że komórki staną się niezrównoważone w miarę starzenia się. Jedynym sposobem na złagodzenie tego problemu jest od czasu do czasu ręczne ich naładowanie, zrównoważenie / wyrównanie i wymiana, gdy różnice między komórkami stają się zbyt duże.

Możesz również obniżyć poziom naładowania ogniw (np. Naładować je do 4,0 lub 4,1 V zamiast 4,2 V), aby zmniejszyć przegrzanie, które nastąpi podczas ładowania w miarę starzenia się ogniw i utraty równowagi.

Akumulatory litowo-jonowe można wykonać równolegle, ale w miarę starzenia się ogniw jest to nieco ryzykowne i nieco kłopotliwe.

Z poważaniem!

zeffur
źródło
1
Parę razy to kwestionowałem, jednak istnieje wiele informacji, które wskazują na obecność wewnętrznej ładowarki. Przykłady obejmują „najlepszą baterię litową 3,7 V”, „lampę wielokrotnego ładowania (czerwona)” (dioda LED stanu), „wtyczkę Micro USB 5 V zasilanie / ładowanie” oraz „(bateria litowa lub zapotrzebowanie na energię> 1,5 A)”. Jeśli okaże się, że to prawda, że ​​nie ma wewnętrznej ładowarki, planuję dodać przełącznik, aby przełączać się między podłączeniem do płyty a samodzielnym układem ładowarki z mikrofibry, bez biggie.
user3125996,
1
Wszystkie źle napisane angielskie z ich strony. Jeśli masz port ładowania, musisz również mieć port zasilania, aby zapewnić ładunek energii, prawda? Gdzie jest złącze zasilania na płycie? Nie ma takiego wskazania na adnotowanych zdjęciach.
zeffur
1
Wtyczka MicroUSB? Widziałem tonę chińskich zasilanych MicroUSB 3,7 V akumulatorów litowo-jonowych, które są bardzo tanie w serwisie eBay, więc jeśli ta płyta ładuje się, nie zdziwiłbym się, gdyby jedna z nich mogła być w nią zintegrowana. Znów nie mam problemu z użyciem przełącznika, aby przejść między ładowarką podłączoną do płyty a samodzielną ładowarką USB, jeśli w końcu będę musiał to zrobić.
user3125996,
Być może masz rację, ale myślę, że „DC 3,7 V-5 V (najlepsza bateria doładowująca 3,7 V)” to właśnie one zalecają używanie akumulatora litowo-jonowego podczas zasilania urządzenia przez to złącze. Przełącznik „Zasilanie DC USB / Wybór baterii” to dziwny element. Może to zapobiegać przepięciu - w przypadku, gdy oba porty zasilające są podłączone jednocześnie.
zeffur