2. Головна
  3. АРХІВ НОМЕРІВ
  4. 2025 рік
  5. Том 47, № 1 (2025)
  6. c. 77-100

Створення балансира літій-іонної збірки на базі малопотужних мікроконтролерів

А.Г. Тецький 1, канд. техн. наук, С.В. Сушко 2, канд. техн. наук,
А.Є. Перепелицин 1, канд. техн. наук

1 Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського
  «Харківський авіаційний інститут»
  Україна, 61070, Харків, вул. Чкалова, 17
2 Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
  Україна, 03164, Київ, вул. Олега Мудрака, 15
  e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;
  Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Èlektron. model. 2025, 47(1):77-100

https://doi.org/10.15407/emodel.47.01.077

АНОТАЦІЯ

Розглянуто можливі варіанти побудови багатокаскадних збірок на основі літій-іонних акумуляторів. Проаналізовано причини виникнення конструктивного розбалансування акумуляторних збірок. Проведено аналіз можливих варіантів балансування напруги на каскадах акумуляторних збірок. Розглянуто існуючі рішення для активного та пасивного балансування. Наведено досвід використання та недоліки схем пасивних балансирів. За­пропоновано схему створення системи для моніторингу та балансування каскадів літій-іонної акумуляторної збірки на основі мікроконтролерів. Наведено приклад побудови такої схеми на основі мікроконтролера Atmega8A для літій-іонної акумуляторної збірки з дев’ятьма каскадами. Запропоновано рішення для дистанційної перевірки рівня на­пруги каскадів акумулятора. Головний внесок цієї статті полягає у можливості спро­щен­ня процесу побудови систем балансування для акумуляторів з послідовним з’єд­нанням елементів, а також зменшення вартості побудови систем балансування для некритичного застосування.

КЛЮЧОВІ СЛОВА:

акумуляторна збірка, літій-іонна збірка, пасивне балансування акумуляторів, автономне живлення, система дистанційного моніторингу акумулятора.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Andrea, D. Battery Management Systems for Large Lithium-Ion Battery Packs. Artech, 2010. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9100544
  2. Perepelitsyn, A., Tetskyi, A. Method of creation of power sources for home appliances under constraints of limited resources. Radioelectronic and Computer Systems, 2023. No. 2 (106). 81—93. URL: https://doi.org/10.32620/reks.2023.2.07
  3. Method of Repairing Accumulators of Portable Electronics Under Limited Resources / A. Tetskyi, O. Zheltukhin, A. Perepelitsyn. Proceedings of 2023 IEEE 13th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies, DESSERT 2023. 2023. P. 1— URL: https://doi.org/10.1109/DESSERT61349.2023.10416488.
  4. Remote Voltage Monitoring for Smart Grid / S. Sushko, O. Chemerys. Proceedings 2024 14th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies, DESSERT 2024, 2024. P. 1—
  5. Тецький, А.Г., Перепелицин, А.Є., Желтухін, О.В. Метод відновлення акумуляторів ноутбуків в умовах обмежених ресурсів. Авіаційно-космічна техніка і технологія, 2023. № 5(191). С. 98— URL: https://doi.org/10.32620/aktt.2023.5.08
  6. Цирульник, С.М., Цирульник, М.С., Ткачук, В.М., Килимчук, О.О. Віддалене керуван­ня живленням пристроїв Інтернету речей. Електронне моделювання, 2024. № 46(3). C. 74— URL: https://doi.org/10.15407/emodel.46.05.074
  7. IoT enabled sensor node: a tutorial paper / A. James, A. Seth, International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems, 2020. Vol. 13, no. 1. P. 1— URL: https://doi.org/ 10.21307/ijssis-2020-022
  8. ThingSpeak in the Wild / T. Zachariah, N. Klugman, P. Dutta. Proceedings of the 20th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems. P. 1035—1040. URL: https://doi.org/10.1145/3560905.3567766
  9. Design and Implementation of IoT-Based Smart Laboratory Using ESP32 and Thingsboard to Improve Security and Safety in POLNEP Informatics Engineering Laboratory / F. Wibowo, S. Suheri, M. Diponegoro, B. Hermanto. Jurnal ELIT. 2022. Vol 3, no 2. P. 13— URL: https://doi.org/10.31573/elit.v3i2.402
  10. A Prototype of Oufall Temperature Monitoring at Steam Power Plant Using Blynk Application / M. Artiyasa, M. Shobirin, K. Okta Fidiyanto, Y. Listiarga. Proceedings of the 4th International Conference on Vocational Education and Technology, IConVET 2021, P. 1— https://doi.org/10.4108/eai.27-11-2021.2315638
  11. Akasiadis, C., Pitsilis, V., Spyropoulos, C.D. A Multi-Protocol IoT Platform Based on Open-Source Frameworks. Sensors 2019. 19. 4217. URL: https://doi.org/10.3390/ s19194217
  12. Perepelitsyn, A., Vdovichenko, O., Mikhalevskyi, V. Service for communication of devices with Internet access: analysis of technologies and method of creation. Radioelectronic and Computer Systems, 2023. No. 4 (108) P. 197— URL: https://doi.org/10.32620/ reks.2023.4.14
  13. Manjunath, K., Kalpana, R. A Modularized Two-Stage Active Cell Balancing Circuit for Series Connected Li-Ion Battery Packs. 2022 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems, PEDES 2022. 2022, P. 1—6, URL: https://doi.org/10.1109/PEDES56012.2022.10080471.
  14. Zatta, N., De Cesaro, B., Dal Cin, E., Carraro, G., Cristofoli, G., Trovò, A., Lazzaretto, A., Guarnieri, M. Holistic Testing and Characterization of Commercial 18650 Lithium-Ion Cells. Batteries 2024, 10, 248. URL: https://doi.org/10.3390/batteries10070248
  15. Bande, R., Ouassaid, M. A Price/Power Weighting Based Linearization Approach with a Battery Management System for an Appliance-scheduling Model. Proceedings of 2022 International Conference on Engineering and Emerging Technologies, ICEET 2022. 2022. 1—6. URL: https://doi.org/10.1109/ICEET56468.2022.10007320
  16. Chen, W., Su, J., Shen, L., Gu, X., Xie, J., Sun, N., Huang, H., Ji, J. Optimization of Retired Lithium-Ion Battery Pack Reorganization and Recycling Using 3D Assessment Technology. Batteries 2024. 10. 376. URL: https://doi.org/10.3390/batteries10110376
  17. El Afia, S., Cano, A., Arévalo, P., Jurado, F. Rechargeable Li-Ion Batteries, Nanocomposite Materials and Applications. Batteries 2024, 10, 413. URL: https://doi.org/10.3390/ batteries10120413
  18. Khedkar, N., Bhatt, A., Kapadia, D., Chavan, S., Agarwal, Y., Abouel Nasr, E., Davim, J.P., Salunkhe, S. Design and Structural Simulations of a Custom Li-Po Accumulator for Low Range, Lightweight, Single-Seater, Open Cockpit, and Open-Wheeled Racecar. Energies 2022. 15, 363. URL: https://doi.org/10.3390/en15010363
  19. Surducan, V., Bruj, O.-R. Switched Discharge Device for Enhanced Energy Extraction from Li-Ion 18650. Batteries 2023. 9. 214. URL: https://doi.org/10.3390/batteries9040214
  20. HY2213 Datasheet (DS-HY2213-V05_EN), HYCON Technology Corp. URL: https://www.hycontek.com/wp-content/uploads/DS-HY2213_EN.pdf (2024.10.10)

ТЕЦЬКИЙ Артем Григорович, канд. техн. наук, доцент кафедри комп’ютерних систем, мереж і кібербезпеки Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», котрий закінчив у 2015 р. Область наукових досліджень — кібербезпека вебзастосунків, автоматизація, відтворювані джерела автономного живлення.

СУШКО Сергій Володимирович, канд. техн. наук, молодший наук. співробітник Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова Національної академії наук України. В 2003 р. закінчив Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». Область наукових досліджень — оптимізація програмного забезпечення, енергоефективні обчислення, IoT, дистанційний контроль енергооб’єктів, Smart Grid.

ПЕРЕПЕЛИЦИН Артем Євгенович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри комп’ю­терних систем, мереж і кібербезпеки Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», котрий закінчив у 2011 р. Область наукових досліджень — теорія, методи і технології критичного комп’ютингу та гарантоздатних систем, систем побутової автоматизації та систем і сервісів штучного інтелекту на основі гетерогенних обчислень, їх надійність, функційна та інформаційна безпека.

Повний текст: PDF