Toppbalansering av celler med labstrømforsyning.
De færreste av kundene våre toppbalanserer cellene sine, og det er helt greit. Har pakken en BMS med balansering, gjør den jobben. Toppbalansering er et ekstratiltak som gir pakken et best mulig utgangspunkt — mest verdt på store banker og på celler som ikke kommer fra samme parti.
Hva betyr balansering?
Å balansere betyr å sørge for at alle cellene i en seriepakke står på samme spenning. Små forskjeller i kapasitet og indre motstand gjør at de sakte driver fra hverandre, og i en seriekobling er det den svakeste cellen som bestemmer alt: den når ladegrensen først, og den tømmes først.
Konsekvensen av ubalanse er redusert brukbar kapasitet, kortere levetid på den cellen som jobber hardest, og at BMS-en kobler ut tidligere enn den burde.
Må du balansere manuelt?
Nei — forutsatt at pakken har en BMS med balansering. Det har begge JK BMS-modellene, og en BMS uten balansering er uansett ikke en BMS du skal bygge på.
BMS-en holder pakken i balanse under bruk. Det den derimot ikke gjør godt, er å hente inn et stort gap som allerede finnes fra dag én. Er cellene dine fra ulike partier, eller har de stått lenge på lager med ulikt ladenivå, kan det ta uker før BMS-en er i mål. Da er toppbalansering før montering raskere.
Når balanserer BMS-en?
Dette er den vanligste misforståelsen. De fleste BMS-er balanserer bare når pakken nærmer seg full — typisk over rundt 3,4 V per celle — og ofte bare når strømmen er lav.
Står batteriet halvfullt hele vinteren, skjer det altså ingenting. Vil du at balanseringen skal få gjort jobben sin, må pakken lades helt opp med jevne mellomrom og gjerne stå tilkoblet et døgn etterpå. I JK BMS styrer du dette med balanseringsterskelen, som vi anbefaler å sette til 10 mV; hele oppsettet står i JK BMS-oppsett.
Hvor stor forskjell er normal?
Under 20–30 mV i hvile er normalt for en frisk pakke. Men tallet må leses i kontekst:
- Midt i ladeområdet er spenningskurven til LiFePO4 så flat at små forskjeller ser dramatiske ut. 30 mV på 50 prosent ladet er mye mer enn 30 mV på full.
- Helt på toppen og helt på bunnen blir spriket alltid størst. Det er der du ser den reelle forskjellen i kapasitet.
- Utviklingen over tid er viktigere enn øyeblikksbildet. Vokser forskjellen jevnt fra måned til måned, eller når én celle grensen lenge før de andre, har du en svakere celle.
Sjekk cellespenningene i appen særlig den første måneden etter at pakken er bygget.
Slik toppbalanserer du cellene
Du trenger en DC-strømforsyning med justerbar spenning og strømgrense, et multimeter, og ledninger med kontakter. Busbars følger med cellene.
- Valgfritt: lad pakken i serie til rundt 95 prosent med en vanlig lader først. Det gjør resten av jobben mye raskere, siden de siste prosentene er det som tar tid.
- Koble alle cellene i parallell. Pluss til pluss, minus til minus, med busbars.
- Sett strømforsyningen til 3,60–3,65 V og en lav strømgrense, for eksempel 1 A. Ikke juster spenningen etter at den er koblet til cellene.
- Koble pluss fra strømforsyningen til plusspolen på den første cellen, og minus til minuspolen på den siste.
- Følg med. Spenningen stiger sakte, og strømmen faller mot null når cellene nærmer seg innstilt spenning.
- Koble fra når strømmen har falt til nesten ingenting og spenningen står stille. Nå står alle cellene likt.
Regn med flere døgn med 1 A strømgrense på fire 280 Ah-celler — parallellkoblet er det 1 120 Ah. Med 5–10 A etter en serielading til 95 prosent er jobben normalt gjort på et døgn.
Fire regler mens du holder på:
- La aldri cellene stå uten tilsyn.
- Gå aldri over 3,65 V per celle.
- Ikke toppbalanser oftere enn nødvendig.
- Monter alltid en BMS på pakken etterpå.
Aktiv eller passiv balansering
Passiv balansering brenner bort overskuddet i den høyeste cellen som varme gjennom en motstand. Energien går tapt, og hvor mye den klarer å flytte per time er begrenset av hvor mye varme motstanden tåler.
Aktiv balansering flytter energi fra den høyeste cellen til den laveste, uten at noe går tapt. JK BMS balanserer aktivt med 1 A på 4–8S-modellen og 0,6 A på 8–24S.
Aktiv balansering håndterer større forskjeller raskere og med mindre tap. For en pakke med matchede celler fra samme batch merker du lite til forskjellen i hverdagen. Hvilken JK-modell som passer spenningen din, og hvordan du stiller den inn, står i JK BMS-oppsett.
Skal du i gang med å bygge, ligger rekkefølgen i Bygg din egen LiFePO4-batteribank. Og lurer du på om cellene også må klemmes sammen, er svaret som regel nei: se komprimering av LiFePO4-celler.
Vanlige spørsmål
Må jeg balansere LiFePO4-cellene mine?
Nei, ikke manuelt, så lenge pakken har en BMS med balansering. BMS-en jevner ut de små forskjellene som oppstår over tid. Toppbalansering med labstrømforsyning er et valgfritt ekstratiltak som gir pakken et best mulig utgangspunkt, og det er mest verdt bryet på store pakker eller celler fra ulike partier.
Hva betyr toppbalansering av LiFePO4-celler?
Toppbalansering betyr at alle cellene bringes til nøyaktig samme spenning øverst i ladeområdet. Cellene kobles i parallell og lades fra en justerbar strømforsyning satt til 3,60–3,65 V med lav strømgrense. Når spenningen har stabilisert seg og strømmen faller mot null, står alle cellene likt, og BMS-en slipper å hente inn et gap senere.
Hvor stor spenningsforskjell mellom LiFePO4-celler er normal?
Under 20–30 mV i hvile er normalt for en frisk pakke. Midt i ladeområdet er spenningskurven så flat at små forskjeller ser dramatiske ut, mens spriket alltid blir størst helt på toppen og helt på bunnen. Vokser forskjellen jevnt fra måned til måned, eller når én celle grensen lenge før de andre, tyder det på en svakere celle.
Hvor lang tid tar toppbalansering av fire 280 Ah-celler?
Regn med flere døgn med 1 A strømgrense. Fire 280 Ah-celler i parallell er 1 120 Ah, og de siste prosentene tar tid å fylle. Lader du pakken i serie til rundt 95 prosent først og deretter parallellbalanserer med 5–10 A, er jobben normalt gjort i løpet av et døgn. Cellene skal aldri stå uten tilsyn mens de balanseres.
Hva er forskjellen på aktiv og passiv cellebalansering?
Passiv balansering brenner bort overskuddet i den høyeste cellen som varme gjennom en motstand. Aktiv balansering flytter i stedet energi fra den høyeste til den laveste cellen, og håndterer derfor større forskjeller med mindre tap. JK BMS balanserer aktivt med 0,6–1 A avhengig av modell. For en pakke med matchede celler holder begge prinsipper i praksis.
Når balanserer BMS-en cellene?
De fleste BMS-er balanserer bare når pakken er nær fulladet, typisk over rundt 3,4 V per celle, og ofte bare når strømmen er lav. Står batteriet halvfullt hele vinteren, skjer det derfor ingenting. Lad pakken helt opp med jevne mellomrom hvis du vil at balanseringen faktisk skal få gjort jobben sin.
Kan cellene bli ubalanserte igjen etter toppbalansering?
Ja. Små forskjeller i kapasitet, indre motstand og temperatur gjør at pakken sakte driver fra hverandre igjen. Det er nettopp derfor pakken skal ha en BMS med balansering, i stedet for én manuell balansering i året. Sjekk cellespenningene i appen av og til, særlig den første måneden etter at pakken er bygget.