Зачем нужен (и нужен ли?) активный балансир для аккумулятора LiFePO4

Представим, что ячейки, из которых состоит сборка - это стаканы с водой. Если ячейки новые - то воды в них практически одинаково. А вот если ячейки более двух-трех лет или если ячейки изначально были плохого качества (например купленные на Aliexpress/Alibaba и подобных площадках) - то воды в каждом стакане будет находится разное количество и ОБЩАЯ емкость всей сборки вашего АКБ не будет превышать емкость ячейки с самой НИЗКОЙ емкостью.

Задача балансировки аккумулятора LIFePO4 – чтобы все ячейки внутри сборки были заряжены по возможности одинаково. Как правило, определить емкость можно по напряжению ячейки, НО это правило неприменимо к железофосфатным аккумуляторам, т.к. кривая разряда у таких имеет длинный плоский участок:

т.е. от 10% до 90% у лиферов напряжение практически не меняется (именно поэтому дешевые индикаторы заряда, которые ставят на лодочные аккумуляторы нерадивые продавцы, в т.ч. и Китайские - бесполезны, потому что определить емкость LiFePO4 по напряжению аккумулятора возможно с точностью +-40%).

Рассмотрим два основных варианта балансировки аккумулятора:

1. Пассивный балансир

Как правило, продавцы ограничиваются встроенными в БМС схемами балансировки. Этот вариант приемлем для новых батарей до 2-3х лет, т.к. токи балансировки 100-300мА. Более мощные пассивные балансиры применимы для открытых батарей и требуют хорошего рассеивания тепла.
Минусы пассивных балансиров и в том, что эти балансиры работают только уже в конце заряда вашего АКБ, т.е. в зависимости от балансира, от 14,2В до 14,6В. Не всегда в лодке есть возможность добить АКБ до 14,6В - значит ваши ячейки могут разбегаться и снижаться суммарная емкость, которая с годами будет становиться все меньше и меньше.

2. Активный балансир

Мы рассматриваем только конденсаторного типа, остальные типы менее распространены по причине наличия многих минусов их использования. Задача активного балансира: перераспределение энергии от элемента с большей емкостью к элементу с меньшей емкостью. Бывают умные/настраиваемые, бывают простые. Здесь токи балансировки более значительные 1-5А.

Нюансы этих балансиров, которые нужно учитывать:

1. Некачественный балансир может убить ячейки аккумулятора LiFePO4, например “перелив” всю емкость из одной ячейки в соседнюю.
2. Эти балансиры имеют саморазряд. С этим недугом просто бороться: на каждом балансире есть разъем, к которому можно припаять кнопку и отключать балансир при длительном хранении. Эту же кнопку можно повесить на БМС (определенным способом развязав с балансиром) и сразу отключать всю сборку, а не только активный балансир.

Мы хотим, чтобы ваши АКБ работали значительно дольше гарантийного срока - поэтому мы ставим активные балансиры на все наши сборки (кроме тех, по которым изначально в ТЗ от заказчика указан срок жизни 1-2 года). Также мы монтируем кнопку, которой можно отключить балансир при хранении для предотвращения саморазряда.