Bağlantı şeması bms 16 s. Akü Yönetim Sistemi (BMS)

Lityum için koruma levhasının ne olması gerektiğine dair vizyonumu anlatmak istiyorum. iyon piller farklı kimyasallar ve farklı kapasiteler. Şimdi, elbette, li-ion piller için çok geniş bir farklı BMS seçeneği var. Ancak basit BMS, genellikle pillerin bozulmasına neden olan (çoğunlukla aşırı şarjdan şişer) sert ve çok kritik yanıt ayarlarına sahiptir. Ve birçok bileşene sahip olan ve hatta hücrelerin iç direncini ölçebilen ve bir PC ve İnternet aracılığıyla veri yapılandırıp değiş tokuş edebilen gelişmiş BMS hala çok pahalıdır ve karmaşıklıkları nedeniyle sıradan insanlar için kullanımı zordur. ve maliyetleri yüksektir.

Artık yüksek kapasiteli lithium ion pillerin kullanımındaki en büyük sorun bence bu tür pillerin kontrol ve koruma sistemleri. Tekrar ediyorum, zaten çözümler var, ancak bunlar parmakla sayılabilir ve pahalıdırlar ve bu yöndeki ilerleme hala durmasa da pek evrensel değildirler.

BMS kelimesinin kendisi şu anlama gelir: Akü İzleme Sistemi yani bir pil izleme sistemidir ve bu kısa tanım, lityum-iyon piller için hem basit analog koruma panolarına hem de karmaşık mikro bilgisayar izleme sistemlerine atıfta bulunmak için kullanılabilir. Ama yukarıda yazdığım gibi, ilki çok ilkel ve çok kritik tepki ayarlarına sahip, ikincisi ise çok süslü ve pahalı. Ama böylesi yok pil izleme sistemi, bu ucuz ve basit olurdu, ancak aynı zamanda kişiselleştirme yeteneğine de sahipti. Çeşitli tipler li-ion pillerin yanı sıra şarj/deşarj kesme ayarları ve dengeleme ayarları.

Lityum iyon pil koruma panolarının fotoğrafı

lifepo4 için BMS

Bu fotoğrafta, lifepo4 piller 4s 12v (4 hücre) için basit ve ucuz bir koruma levhası. Bu tür BMS genellikle pillerin içine, örneğin elektrikli alet pillerine takılır.

BMS koruma levhaları, çeşitli boyutlarda ve farklı sayıda hücre, yani bireysel piller için olabilir. Bu tür kartların çalışma prensibi çok basittir, akünün her hücresindeki voltajı izlerler. Ve herhangi bir hücredeki voltaj yanıt eşiğini aşarsa, güç transistörleri BMS'de çalışacak ve pili şarj cihazından veya tüketicilerden ayıracaktır. Ayrıca voltaj ayarlandığında dengeleme devreye girer. Dikkat etmeniz gereken ana parametre, koruma levhasının tasarlandığı akımdır.

Fotoğrafın altında daha pahalı ve tamamen işlevsel bir BMS var

BMS

Ayrıca, yapılandırılan ve tüm pil verilerini bir PC'de görüntüleyen tam teşekküllü BMS'ler de vardır. Ayrıca pilin mevcut durumunu görüntülemek için ek bir LCD ekrana sahiptirler.

Örneğin bir güneş enerjisi santralinin parçası olarak çalışmaya odaklanan başka BMS türleri de vardır, ancak bunlar elektrikli araçlarda da kullanılabilir.

BMS

PC ve LCD ekranda tam hücre durumu izleme ve durum görüntüleme özelliğine sahip Li-ion pil denetleyicisi Elektrikli araçlar için tasarlanmış başka bir BMS örneği

Elektrikli araç için BMS

Elektrikli araçlar için lityum iyon pillerin kontrolörü ve izlenmesi

Çeşitli BMS'nin avantajları ve dezavantajları

Ucuz analog koruma levhaları ağırlıklı olarak elektrikli araçlar ve elektrikli aletler için tasarlanmıştır ve kritik koruma ve dengeleme eşiklerine sahiptir, bu nedenle tampon modunda ve aynı zamanda denge hücrelerinde çalışamazlar. Bu, hücrelerin korunmasının ve yeniden şarj edilmesinin dengesizliğine ve sık sık aktivasyonuna yol açar. Ve pahalı BMS her şeyi yapabilir, ancak bence çok pahalılar ve aşağıdakiler için tasarlandılar: büyük kaplar ve küçük kapasiteli bir pil için bu BMS, pilin kendisinden daha pahalıya mal olacaktır.

BMS konseptim

1. Hücreleri ve pili bir bütün olarak sadece voltajla kontrol etmenin yeterli olduğunu düşünüyorum., ek akım ve direnç ölçümlerini karmaşık hale getirmeden. Evet, elbette kapasitansı ve devreden geçen akımları doğru bir şekilde belirlemek için her şeyi bilmek isterim. Ancak sıradan kullanıcı Hücreler arasında hangi akımların dolaştığı, iç dirençleri veya sadece şarj / deşarj akımı hiç de ilginç değil. Ve şarj akımı genellikle pilin şarj edildiği kontrolörler tarafından gösterilir. Ayrıca, değilse, ayrı bir ampermetre koyabilirsiniz. Bence voltajı ölçmek dışında başka bir şey ölçmenize gerek yok ve ondan pilin durumunu ve tek tek hücreleri oldukça doğru bir şekilde görebilirsiniz.

2. Hala düşünüyorum kesinlikle gereksiz sıcaklık sensörleri, çünkü aküye koruma levhası takılı değilse bunlar ekstra kablolardır. Pilin aşırı ısınması, genellikle asla gerçekleşmeyen büyük şarj / deşarj akımlarıyla meydana gelebilir. Tipik olarak aküler kapasiteye göre küçük akımlarla şarj ve deşarj olur ve diyelim ki 100Ah'lik bir akü 300-500A'lık bir akımla şarj olmaz ve bu tür akımlarla deşarj olur. Bu nedenle, servis verilebilir hücrelerle aşırı ısınma kesinlikle imkansızdır.

3. Pil koruma levhası gerekli özelleştirebilmeli farklı şekiller li-ion pil ve dengeleme eşik ayarları. Bunun için de bir gösterge ve kontrol butonları takılmalıdır. Tabii ki, artık bir PC ile kolayca bağlantı kurabilir ve ayarlarla çalışabilirsiniz. yazılım. Ancak bu, bir PC her zaman elinizin altında olmadığı için uygun değildir ve özellikle tüm PC kullanıcıları kendinden emin olmadığı için, bir PC'ye bağlanmaktansa neler olup bittiğini görmek ve doğrudan BMS'de yapılandırmak daha kolaydır. Genel olarak, BMS'nin kendisinde iyi ve geniş bir ekrandan yanayım ve bir PC ile iletişim ve günlük kaydı ile izleme kesinlikle işe yaramaz.

4. Çalışma ayarı aşağıdaki gibi olmalıdır: Kapandığı voltaj eşiğini ayarlama Şarj cihazı. Örneğin lifepo4 için hücre başına 3,6-3,9 volttur. Aynı zamanda kapatma eşiği manuel olarak değiştirilmeli ve herhangi biri, en az 3,40 volt, en az 4,30 volt, yani herhangi bir lityum iyon pil türü için belirtilmelidir. Ve pilin sürekli voltaj altında olduğu ve %100 sabit şarjın olduğu tampon modunda çalışmak, hücreler üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir (şişirler).

Aynı zamanda, kartın kontağı açmak için yerleşik güç anahtarlarına ihtiyacı yoktur. Genel olarak şarj ve deşarj iki ayrı kanala ayrılmalıdır ki şarj cihazı aküden ayrıldığında tüketiciler kendilerini akü bağlantısının kesildiği bir durumda bulmasınlar ve sadece şarj cihazından güç alsınlar. Ve bir hatıra olabileceği gibi Solar paneller ve bir rüzgar jeneratörü ve batarya olmadan bağlı tüketicilerin yanabileceği kararsız ve yüksek voltajlı diğer herhangi bir kaynak. Bunun olmasını önlemek için (zaten olduğu gibi), şarjı ve tüketicileri kapatmak için kanalları ayırmak gerekir.

Aynı zamanda belli bir akım için panoya transistör anahtarları koymak gerekli değildir çünkü diyelim ki biri için 10A yeterli, biri için 200A yeterli değil. Anahtarlar yerine, şarjı ve tüketicileri kapatabilen geleneksel veya katı hal rölelerini asabileceğiniz, örneğin 1A'lık bir akımla düşük güçlü sonuçlar verebilirsiniz. Örneğin şarj akımınız 20A'yı geçmiyorsa röleyi 20A'da şarj edecek şekilde ayarladık. İnverter üzerinden deşarj 100 A'ya kadar akımlarla gerçekleşirse, tüketici bağlantı kesme rölesini 100 A'ya ayarlayın.

5. Hücre dengeleme eşikleri de ayarlanmalıdır ve dengeleme akımı oldukça güçlü olmalı, farklı iç direnç ve farklı kapasitanslara sahip düşük kaliteli hücreler kullanılması durumunda 5A'ya kadar düşünüyorum. Burada dengeleme akımını ayarlamak için PWM teknolojisini kullanabilirsiniz. Veya, örneğin, dengeleme dirençlerini farklı akımlara değiştirmeyi mümkün kılın.

Li-ion pil denetleyicisinin görünümü

İle dış görünüş Bu cihaz gibi bir şey görmek istiyorum. Ekranla aynı, genel olarak yalnızca üç kat daha büyük 4-5 inç.

bms lcd

Li-ion pil denetleyicisi

BMS'nin hücrelere çıkışları da olmalı, sadece cıvatalarda, sanırım 2S'den 16S'ye kadar herhangi bir sayı. Harici bir kapatma rölesi için şarj cihazı kapatma çıkışı ve tüketici kapatma çıkışı benzerdir. Ve başka bir şeye gerek olduğunu düşünmüyorum. Ve dengeleyiciler BMS'nin içine yerleştirileceğinden, 300 watt'a kadar enerji dağıtabilen devasa bir alüminyum soğutucu bulunmalıdır.

Genel olarak, elbette, dahili anahtarlarla eksiksiz bir BMS yapabilirsiniz ve farklı akım dengeleme ve farklı sayıda hücre için, ancak onlarca farklı konfigürasyonda üretilmeleri gerekecek. Ve böylece ana görevler için uygun bir BMS. Hücre başına 5A'lık dengeleme akımı elbette çok yüksektir, çünkü 16 hücre ve tüm dengeleyicilerin çalışmasıyla ısıya yayılan güç 300 watt'a kadar çıkacaktır. Ama yukarıda anlattığım gibi dengeleme akımı ayarlanabiliyor. Eh, boyutları ve radyatörü küçültmek için maksimum dengeleme akımı 5 kat azaltılabilir. 1A büyük kapasiteli bir pil için bile yeterli olacağını düşünüyorum.

Hepsi bu kadar, sanırım ne görmek istediğimi ve neden bu kadar olduğunu ayrıntılı olarak açıkladım ...

Bugün Rusya'da küçük ve orta güçte otonom elektrikli araç üreticilerinde bir artış var. Bunlar sadece elektrikli araçları ve şehir içi ulaşımı içermiyor. Elektrikli çekiş, yükleyici, depo ve tarım ekipmanlarının satışında, balıkçılık ve avlanma alanlarında sessiz avlanma ve balık avlama (buggy, tekne, ATV) ile spor ve eğlence alanlarında başarıyla kullanılmaktadır.

Bu araçların çoğunun üreticileri, güç kaynağı olarak orta güçlü elektrikli tahrik ve lityum piller kullanır. Doğru olmasını sağlamak ve güvenli iş böyle bir sistem, her hücrenin yükünün kontrolünü gerektirir pil. Çoğu üretici bunun için hazır kontrol sistemleri kullanır ( BMS) yabancı üretim (ÇHC, ABD, Almanya).

Elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan en verimli lityum güç kaynakları, yapıları gereği 3,2 ... 4 V civarında bir çalışma voltajı verir. Elektrikli sürücünün daha yüksek bir voltajda çalışmasını sağlamak için seri olarak bağlanırlar. . Bataryadaki bu konfigürasyonla, bir veya birkaç hücrenin parametrelerinde bir değişiklik olması durumunda, bir dengesizlik meydana gelebilir - aşırı şarj, hücrelerin aşırı deşarjı, en kötü durumda% 30'a ulaşır. Bu mod (bazen) pil ömrünü önemli ölçüde azaltır.

Sistem BMS otonom bir elektrikli aracın aküsünün şarjını seri ve paralel seri bağlı akü hücrelerinde kontrol etmenizi ve dengelemenizi sağlar.

2 ana pil hücresi dengeleme türü vardır: aktif ve pasif.

Eşik voltajına ulaşıldığında pasif dengeleme sistemi direnç üzerindeki enerjiyi ısı şeklinde dağıtmaya başlar, bu sırada şarj işlemi durur ve daha sonra alt eşik voltajına ulaşarak sistem tüm pili yeniden şarj etmeye başlar. Tüm hücrelerin voltajı gerekli aralıkta olduğunda şarj işlemi durur.

Pasif dengeleme tek yönlü bir sistemdir, sadece hücrenin yükünü emebilir. aktif sistem dengeleme, çift yönlü DC dönüştürücüler kullanır, böylece daha şarjlı bir hücreden gelen enerjinin, bir mikrodenetleyicinin kontrolü altında daha fazla deşarj olmuş bir hücreye yönlendirilmesine izin verir. BMS. Matris değiştirici, şarjların hücreye veya hücreden yönlendirilmesini sağlar. Anahtarın bağlı olduğu DC-DC akımı düzenleyen dönüştürücü, hücrenin şarj edilmesi gerektiğinde pozitif, deşarj olması gerektiğinde negatif olabilir. Bir direnç kullanmak ve ısıyı dağıtmak yerine, şarj etme ve boşaltma sırasında akan akım miktarı bir yük dengeleme algoritması tarafından kontrol edilir.

Pasif dengelemenin en yaygın kullanılan analog sistemleri. şekil gösterir tipik sistem ve özellikleri.

16 parçadan oluşan bir akümülatörün matematiksel modelini geliştirdik. LiFePO 4 adet pilin şarj kontrolü pasif olarak yapılmıştır. BMS. Pilin matematiksel modeli LiFePO Sistemde 4 hücre bilgisayar laboratuvarı— simulink karşılık gelen, pilin doğrusal olmayan şarj etme ve boşaltma özelliklerini hesaba katar bu tip Hücreler, iç direnç ve ayrıca sırasında değişen mevcut maksimum kapasite seviyesi yaşam döngüsü hücreler.

Hücrelerin her birine paralel olarak bir pasif dengeleyici bağlandı. Şarj ve dengeleme sürecini kontrol etmek için, açılması ve kapanması gelen bir komutla gerçekleştirilen seri olarak bir anahtar açıldı. BMS. Çalışma, bataryanın ideal bir voltaj kaynağından şarj edilmesinin son aşaması için gerçekleştirilmiştir.

Biri “hasar görmüş” ve daha düşük kapasiteye sahip 16 LiFePO4 hücresinden oluşan pil şarj işleminin osilogramları

Şekil, hücrelerden birinin parametrelerinin değiştirildiği durumu göstermektedir, özellikle kapasitans kaybı durumu ve gerçek hayatta örneğin bir darbe sonucu meydana gelebilecek iç dirençteki artış simüle edilmiştir. aşırı ısınma nedeniyle.

Hasarlı hücre daha hızlı şarj olur ve gerekli gerilime önce ulaşır. Ancak daha fazla ücretlendirilmez. Yukarıda açıklanan prensibe göre dengeleyici çalışmaya başlar. Şarj işleminin durdurulduğu anda yeşil renkle işaretlenen hücrelerin geri kalanı mevcut kapasite seviyesini korur ve yeniden başladığı anda şarj etmeye devam eder.

Tüm hücrelerin voltaj seviyesi gerekli aralığa ulaştığında şarj işlemi durur.

Işığa bakan herkese selam olsun. İnceleme, muhtemelen zaten tahmin ettiğiniz gibi, düzenekleri kontrol etmek için tasarlanmış iki basit atkıya odaklanacak. Li-ion piller BMS denir. İnceleme, testlerin yanı sıra bu kartlara veya benzerlerine dayalı olarak bir tornavidayı lityuma dönüştürmek için çeşitli seçenekleri içerecektir. Kimin umurunda, kedinin altına hoş geldiniz.
Güncelleme 1, Panoların çalışma akımı testi ve kırmızı panoda kısa bir video eklendi
Güncelleme 2, Konu çok az ilgi uyandırdığından, bazı basit SSS almak için incelemeyi Shurik'i yeniden yapmanın birkaç yolu ile tamamlamaya çalışacağım.

Genel form:


Kartların kısa performans özellikleri:


Not:

Sizi hemen uyarmak istiyorum - sadece dengeleyicili mavi bir tahta var, dengeleyicisiz kırmızı bir tahta var, yani. Bu tamamen bir aşırı şarj/aşırı deşarj/kısa/yüksek yük akım koruma levhasıdır. Ayrıca bazı inanışların aksine hiçbirinde şarj regülatörü (CC/CV) yoktur, bu nedenle çalışması için sabit voltaj ve akım limiti olan özel bir eşarba ihtiyaçları vardır.

Pano boyutları:

Levhaların boyutları oldukça küçük, mavi olan için sadece 56mm * 21mm ve kırmızı olan için 50mm * 22mm:




İşte AA ve 18650 pillerle bir karşılaştırma:


Dış görünüş:

İle başlayalım:


Daha yakından incelendiğinde, koruma denetleyicisi - S8254AA'yı ve 3S düzeneği için dengeleme bileşenlerini görebilirsiniz:


Ne yazık ki, satıcıya göre, çalışma akımı yalnızca 8A'dır, ancak veri sayfalarına bakılırsa, bir AO4407A mosfet 12A (en yüksek 60A) olarak derecelendirilmiştir ve bizde bunlardan iki tane var:

Ayrıca dengeleme akımının oldukça küçük olduğunu (yaklaşık 40mA) ve tüm hücreler / bankaların CV moduna (ikinci şarj aşaması) geçtiği anda dengelemenin etkinleştirildiğini de not ediyorum.
Bağlantı:


daha basit, çünkü bir dengeleyicisi yok:


Aynı zamanda koruma denetleyicisi - S8254AA'yı temel alır, ancak 15A'lik daha yüksek bir çalışma akımı için tasarlanmıştır (yine üreticiye göre):


Kullanılan güç mosfetlerinin veri sayfalarına göre, çalışma akımı 70A olarak bildirilir ve tepe akımı 200A'dır, bir mosfet bile yeterlidir ve bizde iki tane var:

Bağlantı benzer:


Toplamda, gördüğümüz gibi, her iki kartta da geçen akımı kontrol etmek için gerekli dekuplaj, güç mosfetleri ve şöntlere sahip bir koruma kontrolörü var, ancak mavi olanın da yerleşik bir dengeleyici var. Devreyi çok incelemedim ama güç mosfetleri paralel bağlı gibi duruyor yani çalışma akımları ikiye katlanabiliyor. Önemli not - maksimum çalışma akımları akım şöntleri ile sınırlıdır! Bu atkılar şarj algoritmasını (CC/CV) bilmezler. Bunların koruma kartları olduğunun onaylanmasında, şarj modülü hakkında bir kelime bulunmayan S8254AA kontrol cihazının veri sayfasına bakılabilir:


Kontrolörün kendisi bir 4S bağlantısı için tasarlanmıştır, bu nedenle biraz iyileştirme ile (veri sayfasına bakılırsa) - konderi ve direnci lehimlemek, kırmızı fular işe yarayabilir:


Mavi eşarbı 4S'ye değiştirmek o kadar kolay değil, dengeleyicinin elemanlarını lehimlemeniz gerekecek.

Kurul testi:

Öyleyse en önemli şeye, yani gerçek kullanım için ne kadar uygun olduklarına geçelim. Test için aşağıdaki cihazlar bize yardımcı olacaktır:
- şarj cihazı incelememde yanıp sönen, ancak zaten dengeleme kuyruğu olmayan prefabrik bir modül (üç adet üç / dört kayıt voltmetresi ve üç adet 18650 pil için bir tutucu):


- akım kontrolü için iki kayıt ampervoltmetre (daha düşük cihaz okumaları):


- akım sınırlamalı ve lityumu şarj etme özelliğine sahip düşürücü DC / DC dönüştürücü:


- tüm tertibatı boşaltmak için şarj cihazı ve dengeleyici iCharger 208B

Stand basittir - dönüştürücü kartı, 12,6 V'luk sabit bir sabit voltaj sağlar ve şarj akımını sınırlar. Voltmetre kullanarak panoların hangi voltajda çalıştığına ve bankaların nasıl dengelendiğine bakarız.
Başlangıç ​​olarak, mavi tahtanın ana özelliğine, yani dengelemeye bakalım. Fotoğrafta 4.15V / 4.18V / 4.08V'de şarj edilmiş 3 kutu var. Gördüğünüz gibi dengesizlik. Gerilim uyguluyoruz, şarj akımı yavaş yavaş düşüyor (cihazı indirin):


Mendilin herhangi bir göstergesi olmadığı için dengenin sonu ancak gözle değerlendirilebilir. Ampermetre bitmeden bir saatten fazla bir süre önce sıfırları gösteriyordu. Merak edenler için işte bu panoda dengeleyicinin nasıl çalıştığına dair kısa bir video:

Sonuç olarak, sıralar 4.210V/4.212V/4.206V seviyesinde dengeleniyor ki bu oldukça iyi:


12,6V'tan biraz daha yüksek bir voltaj uygulandığında, anladığım kadarıyla dengeleyici devre dışı kalıyor ve kutulardan birindeki voltaj 4,25V'a ulaşır ulaşmaz, S8254AA koruma kontrolörü şarjı kapatıyor:


Kırmızı kartta da durum aynı, S8254AA koruma kontrolörü de 4.25V seviyesinde şarjı kapatıyor:


Şimdi yük altında kesmeyi geçelim. Yukarıda belirttiğim gibi iCharger 208B şarj ve balans cihazı ile 3S modunda 0.5A akım ile (daha doğru ölçümler için) deşarj edeceğim. Tüm pilin boşalmasını gerçekten beklemek istemediğim için boşalmış bir pil aldım (resimde yeşil bir Samson INR18650-25R görülüyor).
Kutulardan birindeki voltaj 2,7V'a ulaşır ulaşmaz mavi kart yükü keser. Fotoğrafta (yüksüz->kapanmadan önce->bitiş):


Gördüğünüz gibi, kart yükü tam olarak 2,7 V'ta kesiyor (satıcı 2,8 V belirtti). Bana öyle geliyor ki, özellikle aynı tornavidalarda yüklerin çok büyük olduğu ve dolayısıyla voltaj düşüşünün de büyük olduğu düşünüldüğünde, biraz yüksek. Yine de bu tür cihazlarda 2.4-2.5V'un altında bir kesme olması arzu edilir.
Kırmızı pano ise aksine, kutulardan birindeki voltaj 2,5V'a ulaşır ulaşmaz yükü kapatır. Fotoğrafta (yüksüz->kapanmadan önce->bitiş):


Burada genel olarak her şey yolunda ama dengeleyici yok.

Güncelleme 1: Yük testi:
Aşağıdaki stand, geri tepme akımı konusunda bize yardımcı olacaktır:
- üç adet 18650 pil için aynı tutucu / tutucu
- 4 kayıt voltmetre (kontrol toplam voltaj)
- yük olarak otomotiv akkor lambaları (ne yazık ki, her biri 65W'lık sadece 4 akkor lambam var, artık yok)
- akımları ölçmek için multimetre HoldPeak HP-890CN (maks 20A)
- büyük kesitli yüksek kaliteli bakır örgülü akustik teller

Stand hakkında birkaç kelime: piller bir "jak" ile bağlanır, yani. sanki birbiri ardına, bağlantı kablolarının uzunluğunu azaltmak için ve bu nedenle yük altında aralarındaki voltaj düşüşü minimum olacaktır:


Kutuların tutucuya bağlanması ("valtom"):


iCharger 208B şarj ve dengeleme cihazından gelen timsahlı yüksek kaliteli teller, multimetre için prob görevi gördü, çünkü HoldPeak'inkiler güven uyandırmıyor ve ekstra bağlantılar ek bozulmaya neden olacak.
Öncelikle kırmızı koruma levhasını akım yükü açısından en ilginç olanı olarak test edelim. Güç ve yan kabloları lehimleyin:


Bunun gibi bir şey ortaya çıkıyor (yük bağlantılarının minimum uzunlukta olduğu ortaya çıktı):


Bu tür tutucuların bu tür akımlar için pek uygun olmadığından Shurik'in değiştirilmesiyle ilgili bölümde daha önce bahsetmiştim, ancak testler için yapacaklar.
Yani, kırmızı bir eşarbı temel alan bir stand (ölçümlere göre, 15A'dan fazla değil):


Kısaca anlatacağım: tahta 15A tutuyor ama bu akıma sığacak uygun bir yüküm yok çünkü dördüncü lamba yaklaşık 4.5-5A daha ekliyor ve bu zaten mendilin dışında. 12,6 A'da, güçlü mosfetler sıcaktır, ancak sıcak değildir, sürekli çalışma için idealdir. 15A üzerindeki akımlarda kart korumaya geçer. Dirençlerle ölçtüm, birkaç amper eklediler, ancak stand çoktan sökülmüş durumda.
Kırmızı tahtanın büyük bir artısı, koruma engellemesinin olmamasıdır. Onlar. koruma tetiklendiğinde, çıkış kontaklarına gerilim uygulanarak etkinleştirilmesine gerek yoktur. İşte kısa bir video:

Biraz açıklayacağım. Soğuk akkor lambaların direnci düşük olduğundan ve ayrıca paralel olarak da bağlandıklarından, eşarp kısa devre oluştuğunu düşünür ve koruma tetiklenir. Ancak kartın bloke olmaması nedeniyle bobinleri biraz ısıtarak "daha yumuşak" bir başlangıç ​​yapabilirsiniz.

Mavi eşarp daha fazla akım tutar, ancak 10A'dan fazla akımlarda, güç mosfetleri çok ısınır. 15A'da mendil bir dakikadan fazla dayanamaz, çünkü 10-15 saniye sonra parmak artık sıcaklığı tutmaz. Neyse ki çabuk soğurlar, bu nedenle kısa süreli bir yük için oldukça uygundurlar. Her şey yoluna girecek, ancak koruma tetiklendiğinde kart bloke oluyor ve kilidi açmak için çıkış kontaklarına voltaj uygulamak gerekiyor. Bu seçenek açıkça bir tornavida için değildir. Toplamda 16A akım tutar, ancak mosfetler çok ısınır:


Çözüm: kişisel görüşüm, dengeleyici (kırmızı) olmayan normal bir koruma levhasının bir elektrikli el aleti için mükemmel olduğu yönündedir. Yüksek çalışma akımlarına, 2,5 V'luk optimum kesme voltajına sahiptir ve kolayca 4S konfigürasyonuna (14,4 V / 16,8 V) yükseltilebilir. bence en çok bu optimal seçim bütçe Shurik'i lityum için elden geçirdiği için.
Şimdi mavi eşarp için. Artılardan - dengelemenin varlığı, ancak çalışma akımları hala küçük, 12A (24A), özellikle vida sıkıldığında kartuş neredeyse durduğunda, 15-25Nm torklu bir Shurik için biraz yeterli değil. Ve kesme voltajı yalnızca 2,7V'dur, bu, yüksek akımlarda sıralardaki voltaj düşüşü makul olduğundan ve ayrıca 2,5V için tasarlandığından, ağır yük altında pil kapasitesinin bir kısmının talep edilmeyeceği anlamına gelir. Ve en büyük dezavantajı, koruma tetiklendiğinde kartın bloke olmasıdır, bu nedenle bir tornavidada kullanılması istenmez. Bazı ev yapımı ürünlerde mavi eşarp kullanmak daha iyi ama yine de bu benim kişisel görüşüm.

Olası uygulama şemaları veya Shurik'in gücünün lityuma nasıl dönüştürüleceği:

Peki, en sevdiğiniz Shurik'in gücünü NiCd'den Li-Ion / Li-Pol'e nasıl değiştirebilirsiniz? Bu konu zaten oldukça hileli ve prensipte çözümler bulundu, ancak kısaca kendimi tekrar edeceğim.
Başlangıç ​​\u200b\u200bolarak, sadece bir şey söyleyeceğim - bütçe shuriklerinde yalnızca bir aşırı şarj / aşırı deşarj / kısa devre / yüksek yük akımı koruma panosu vardır (izlenen kırmızı panoya benzer). Orada denge yok. Üstelik bazı markalı elektrikli aletlerde bile balans ayarı yok. Aynısı, "30 dakikada şarj oluyor" gururlu yazıtlarının bulunduğu tüm araçlar için geçerlidir. Evet, yarım saatte şarj oluyorlar, ancak kutulardan birindeki voltaj nominal değere ulaşır ulaşmaz veya koruma levhası devreye girer girmez kapanma gerçekleşir. Bankaların tam olarak tahsil edilmeyeceğini tahmin etmek zor değil ama aradaki fark sadece %5-10 o yüzden çok da önemli değil. Hatırlanması gereken en önemli şey, dengeleme şarjının en az birkaç saat sürmesidir. Öyleyse soru şu ki, buna ihtiyacınız var mı?

Yani, en yaygın seçenek şöyle görünür:
12,6 V stabilize çıkışlı ve akım limitli (1-2A) ağ şarj cihazı -> koruma levhası ->
Sonuç olarak: ucuz, hızlı, kabul edilebilir, güvenilir. Kutuların durumuna (kapasite ve iç dirence) bağlı olarak denge yürüyüşleri. Oldukça çalışan bir seçenek, ancak bir süre sonra dengesizlik çalışma süresi ile kendini hissettirecektir.

Daha doğru seçenek:
12.6V stabilize çıkışlı ağ şarj cihazı, akım limiti (1-2A) -> dengelemeli koruma kartı -> seri bağlı 3 pil
Sonuç olarak: pahalı, hızlı / yavaş, yüksek kaliteli, güvenilir. Denge normal, pil kapasitesi maksimum

Toplamda, ikinci seçenek gibi bir şey yapmaya çalışacağız, bunu şu şekilde yapabilirsiniz:
1) Li-Ion / Li-Pol piller, koruma kartları ve özel bir şarj ve dengeleme cihazı (iCharger, iMax). Ek olarak, dengeleme konektörünü çıkarmanız gerekecektir. Sadece iki eksi var - model şarj cihazları ucuz değil ve bakımı pek uygun değil. Artıları – yüksek şarj akımı, yüksek akü dengeleme akımı
2) Li-Ion / Li-Pol piller, balanslı koruma kartı, akım sınırlayıcı DC dönüştürücü, PSU
3) Li-Ion/Li-Pol piller, dengelemesiz koruma kartı (kırmızı), akım sınırlamalı DC dönüştürücü, PSU. Eksilerden, yalnızca zamanla teneke kutuların dengesizliği ortaya çıkacaktır. Dengesizliği en aza indirmek için, Shurik'i değiştirmeden önce voltajı aynı seviyeye ayarlamak gerekir ve aynı partiden teneke kutuların alınması tavsiye edilir.

İlk seçenek yalnızca örnek bir hafızası olanlar için uygundur, ancak bana öyle geliyor ki, eğer ihtiyaçları varsa, o zaman Shurik'lerini uzun zaman önce yeniden yaptılar. İkinci ve üçüncü seçenekler hemen hemen aynıdır ve yaşam hakkına sahiptir. Sadece neyin daha önemli olduğunu seçmeniz gerekiyor - hız veya kapasite. Son seçeneğin en iyisi olduğunu düşünüyorum, ancak yalnızca birkaç ayda bir bankaları dengelemeniz gerekiyor.

Bu kadar gevezelik yeter, hadi değişikliğe geçelim. NiCd pillerde bir Shurik'im olmadığı için, bu nedenle, değişiklik hakkında sadece kelimelerle. İhtiyacımız olacak:

1) Güç kaynağı:

İlk seçenek. Güç kaynağı ünitesi (PSU), en az 14 V veya daha fazla. Geri tepme akımının en az 1A olması arzu edilir (ideal olarak yaklaşık 2-3A). Örneğin, dizüstü bilgisayarlardan / netbook'lardan, şarj cihazlarından (14V'tan fazla çıkış), LED şeritler için güç kaynaklarından, video kayıt ekipmanından (DIY PSU) güç kaynağı veya:


- Akım sınırlamalı ve lityum şarj etme özelliğine sahip düşürücü DC / DC dönüştürücü, örneğin veya:


- İkinci seçenek. Shurikov için akım sınırlamalı ve 12,6V çıkışlı hazır güç kaynakları. MNT tornavida incelememden bir örnek olarak ucuz değiller -:


- Üçüncü seçenek. :


2) Dengeleyicili veya dengeleyicisiz koruma levhası. Akımı bir marjla almanız önerilir:


Dengeleyici olmayan seçenek kullanılırsa, dengeleme konektörünü lehimlemek gerekir. Bu, bankalardaki voltajı kontrol etmek için gereklidir, yani. dengesizliği değerlendirmek için Ve anladığınız gibi, bir dengesizlik başladıysa, pili hücre tarafından basit bir TP4056 şarj modülü ile periyodik olarak şarj etmek gerekli olacaktır. Onlar. birkaç ayda bir, bir TP4056 fular alıyoruz ve şarjın sonunda voltajı 4,18V'un altında olan tüm bankaları sırayla şarj ediyoruz. Bu modül 4,2 V'luk sabit bir voltajda şarjı doğru şekilde keser. Bu prosedür bir buçuk saat sürecek, ancak bankalar aşağı yukarı dengeli olacak.
Biraz düzensizce yazılmış ama tankta olanlar için:
Birkaç ay sonra tornavida pilini şarj ediyoruz. Şarj bitiminde dengeleme kuyruğunu çıkarıp banklardaki gerilimi ölçüyoruz. Böyle bir şey ortaya çıkarsa - 4.20V / 4.18V / 4.19V, o zaman prensip olarak dengelemeye gerek yoktur. Ancak resim aşağıdaki gibiyse - 4.20V / 4.06V / 4.14V, o zaman TP4056 modülünü alıp iki bankayı sırayla 4.2V'a şarj ediyoruz. Özel dengeleyici şarj cihazları dışında başka bir seçenek görmüyorum.

3) Yüksek akımlı piller:


Daha önce bazıları hakkında birkaç küçük inceleme yazdım - ve. İşte yüksek akımlı 18650 Li-Ion pillerin ana modelleri:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (maks. 18A)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (maks. 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (maks. 15A)
- LG INR18650HB6 1500mah (30A maks.)
- LG INR18650HD2 2000mah (maks. 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE4 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (maks. 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (30A maks.)
- SONY US18650VTC4 2100mah (30A maks.)
- SONY US18650VTC5 2600mah (30A maks.)

Zamana göre test edilmiş ucuz Samsung INR18650-25R 2500mah (maks. 20A), Samsung INR18650-30Q 3000mah (maks. 15A) veya LG INR18650HG2 3000mah (maks. 20A) tavsiye ederim. Diğer kavanozlara özellikle rastlamadım ama kişisel tercihim Samsung INR18650-30Q 3000mah. Kayakların küçük bir teknolojik kusuru vardı ve düşük akım çıkışlı sahteleri ortaya çıkmaya başladı. Sahte olanı orijinalinden nasıl ayırt edeceğimize dair bir makale atabilirim, ancak biraz sonra onu aramanız gerekir.

Tüm bu ekonomi nasıl bağlanır:


Bağlantı hakkında birkaç söz. İyi bir kesite sahip yüksek kaliteli bakır telli teller kullanıyoruz. Bunlar, bir ev mağazasından 0,5 veya 0,75 mm2 kesitli yüksek kaliteli akustik veya geleneksel ShVVP / PVS'dir (yalıtımı yırtıp açarız ve farklı renklerde yüksek kaliteli teller elde ederiz). Bağlantı iletkenlerinin uzunluğu minimumda tutulmalıdır. Piller, tercihen aynı partiden. Bağlamadan önce, mümkün olduğu kadar uzun süre dengesizlik olmaması için tek bir voltajda şarj edilmesi tavsiye edilir. Pilleri lehimlemek zor değil. Önemli olan, güçlü bir havyaya (60-80W) ve aktif bir akıya (örneğin lehim asidi) sahip olmaktır. Bir patlama ile lehimlendi. O zaman asıl şey, lehimleme yerini alkol veya asetonla silmek. Pillerin kendileri, eski NiCd kutularından pil bölmesine yerleştirilir. Eksiden artıya bir üçgen olması veya insanların dediği gibi "valt" olması daha iyidir (bir pil diğer tarafa yerleştirilecektir) veya biraz daha yüksek iyi bir açıklama (testte bölüm):


Böylece pilleri bağlayan teller kısa çıkacaktır, bu nedenle yük altında içlerindeki değerli voltajdaki düşüş minimum olacaktır. 3-4 pil için tutucu kullanmanızı tavsiye etmiyorum, bunlar bu tür akımlar için tasarlanmamıştır. Yan ve denge iletkenleri çok önemli değildir ve daha küçük bir kesite sahip olabilir. İdeal olarak, pilleri ve koruma kartını pil bölmesine ve DC aşağı dönüştürücüyü ayrı olarak yerleştirme istasyonuna yerleştirmek daha iyidir. Şarj / dolu LED göstergeleri kendi göstergelerinizle değiştirilebilir ve bağlantı istasyonu kasası üzerinde görüntülenebilir. İstenirse, pil modülüne bir mini voltmetre ekleyebilirsiniz, ancak bu ekstra paradır, çünkü pildeki toplam voltaj, artık kapasite hakkında yalnızca dolaylı olarak bilgi verecektir. Ama istek varsa neden olmasın. Burada :

Şimdi fiyatlara bakalım:
1) BP - 5 ila 7 dolar
2) DC / DC dönüştürücü - 2 ila 4 dolar
3) Koruma panoları - 5 ila 6 dolar
4) Piller - 9 ila 12 dolar (3-4 dolar)

Toplam, yeniden yapım başına ortalama 15-20 ABD Doları (indirimler / kuponlarla) veya bunlar olmadan 25 ABD Doları.

Güncelleme 2, Shurik'i yeniden yapmanın birkaç yolu:

Bir sonraki seçenek (yorumlar tarafından önerilen, teşekkürler I_R_O Ve cartmannn):
Ucuz 2S-3S tipi şarj cihazları kullanın (bu, aynı iMax B6'nın üreticisidir) veya her türden B3 / B3 AC / imax RC B3 () veya () kopyalarını kullanın.
Orijinal SkyRC e3, kopyalar için 0,8A'ya karşı hücre başına 1,2A şarj akımına sahiptir, doğru ve güvenilir olmalıdır, ancak kopya fiyatının iki katıdır. Aynı şekilde oldukça ucuza satın alabilirsiniz. Açıklamadan anladığım kadarıyla 3 bağımsız şarj modülü var, 3 TP4056 modülüne benzer bir şey. Onlar. SkyRC e3 ve kopyalarının böyle bir dengelemesi yoktur, ancak güç konektörleri olmadığı için bankaları aynı anda bir voltaj değerinde (4,2 V) şarj edin. SkyRC ürün yelpazesinde gerçekten şarj ve balans cihazları var mesela ama dengeleme akımı sadece 200mA ve zaten 15-20$ civarında maliyeti var ama ömür pedlerini (LiFeP04) ve 3A'e kadar şarj akımlarını şarj edebiliyor. ilgilenenler bakabilir model aralığı.
için toplam bu seçenek yukarıdaki 2S-3S şarj cihazlarından herhangi birine, kırmızı veya benzeri (dengesiz) bir koruma levhasına ve yüksek akımlı pillere ihtiyacınız var:


Bana gelince, çok iyi ve ekonomik bir seçenek, muhtemelen üzerinde dururdum.

Yoldaş tarafından önerilen başka bir seçenek Volosaty:
Sözde "Çek dengeleyici" kullanın:

Satılık olduğu yerde ona sormak daha iyidir, onu ilk kez duydum :-). Size akımlar hakkında hiçbir şey söylemeyeceğim ama açıklamaya bakılırsa bir güç kaynağına ihtiyacı var, bu nedenle seçenek o kadar bütçeli değil ama şarj akımı açısından ilginç görünüyor. İşte bir bağlantı. Toplamda, bu seçenek şunları gerektirir: bir güç kaynağı, kırmızı veya benzeri (dengelemesiz) bir koruma levhası, bir "Çek dengeleyici" ve yüksek akımlı piller.

Avantajlar:
Lityum güç kaynaklarının (Li-Ion / Li-Pol) nikele (NiCd) göre avantajlarından daha önce bahsetmiştim. Bizim durumumuzda, yüz yüze bir karşılaştırma, NiCd pillere karşı lityumdan oluşan tipik bir Shurik pildir:
+ yüksek yoğunluklu enerji. Tipik bir 12S 14.4V 1300mah nikel pilin depoladığı enerji 14.4*1.3=18.72Wh iken, 4S 18650 14.4V 3000mah lityum pilin depoladığı enerji 14.4*3=43.2Wh'dir
+ hafıza etkisi yok, yani tamamen boşalmasını beklemeden istediğiniz zaman şarj edebilirsiniz
+ NiCd ile aynı parametrelerle daha küçük boyutlar ve ağırlık
+ hızlı zamanşarj (yüksek şarj akımlarından korkmaz) ve net gösterge
+ düşük kendi kendine deşarj

Li-Ion'un eksilerinden sadece:
- pillerin düşük donma direnci (negatif sıcaklıklardan korkarlar)
- şarj sırasında kutuların dengelenmesi ve aşırı deşarja karşı koruma gereklidir
Gördüğünüz gibi, lityumun avantajları açıktır, bu nedenle güç kaynağını yeniden yapmak genellikle mantıklıdır ...
+173 +366

Lityum pillerin genel olarak yaygınlaştığı modern çağımızda, herkes, hatta basit bir ev cihazı kullanıcısı bile, en azından kabaca bunların işleyişini ve operasyonları sırasındaki risk faktörlerini anlamalıdır. Pillerle (örneğin elektronik sigaralar) meydana gelen kazaların sadece küçük bir yüzdesi üretim hatalarından kaynaklanır, çoğu zaman arızalar yanlış kullanımdan kaynaklanır.

Makalemizde ele alacağız En yeni teknolojiler, lityum pilleri korumak için tasarlanmıştır ve ayrıca neden bu kadar önemli olduklarını açıklar.

teoriden lityum piller kısa devrelerin yanı sıra aşırı şarj, aşırı deşarj veya çok yüksek akımlarla deşarj konusunda kontrendike olduklarını öğrenebilirsiniz. Aşırı deşarj olduğunda, pilde katot ve anot arasında metal bağlar oluşur, bu da pili şarj ederken kısa devreye yol açar ve bu da yalnızca pillerin değil şarj cihazının da hasar görmesine neden olabilir. Aşırı şarj etme (akü voltajının izin verilenden daha fazla ayarlanması) neredeyse anında yangına ve hatta çoğu zaman patlamaya yol açar.

Lityum pillerin yanması için oksijene ihtiyacı yoktur - anaerobik olarak gerçekleşir, bu nedenle standart yöntemler söndürme uygun değildir; ayrıca lityumun suyla reaksiyonu, durumu yalnızca kötüleştiren yanıcı hidrojen gazı da açığa çıkarır. Deşarj yüksek akımlar pilin şişmesine yol açar ve kabuğun bütünlüğü ihlal edilirse, lityum havadaki su buharı ile reaksiyona girerek kendi başına bir yangına neden olabilir.

Bütün bunlar, aralarında pillerin bariz avantajlarını ortadan kaldırmaz:

• birim kütle başına yüksek enerji yoğunluğu
• düşük kendi kendine deşarj oranı
• hafıza etkisinin neredeyse tamamen yokluğu (tamamen boşaltılmamış bir hücrenin şarjı kapasitede bir azalmaya yol açtığında)
• geniş çalışma sıcaklığı aralığı

Deşarj işlemi sırasında voltajın bir miktar düşmesi kullanıcıya bazı sorumluluklar yükler. Aşılmasına izin verilemez maksimum voltaj(4,25 V), minimumun (2,75 V) altına düşen voltaj ve ayrıca her model için farklı olan aşırı çalışma akımı. Ve bu zor işte, özel cihazlar bize yardımcı olacak - BMS kontrolörleri!

BMS nedir?

İngilizce'den çevrilmiştir, BMS (Pil Yönetim Sistemi) pil yönetim sistemidir. Konsept çok geniştir, bu nedenle pillerin bir şekilde doğru çalışmasını sağlayan neredeyse tüm cihazları açıklar. bu cihaz, ile başlayan basit tahtalar koruma veya dengeleme, deşarj akımını ve şarj döngü sayısını sayan karmaşık mikrodenetleyici cihazlarla son bulur (örneğin, dizüstü bilgisayar pillerinde olduğu gibi). Karmaşık cihazları dikkate almayacağız - kural olarak, bunlar özeldir ve sıradan bir radyo amatörüne yönelik değildir, ancak yalnızca büyük cihaz üreticileri için sipariş üzerine üretilir.

Her yerde satılanlar şartlı olarak dört kategoriye ayrılabilir:

• dengeleyiciler
• koruma (akım, gerilim)
• şarj sağlayan panolar (evet, onlar da BMS cihazı olarak kabul edilir)
• her şeyi tek bir cihazda birleştirmeye kadar yukarıdaki seçeneklerin belirli kombinasyonları

Koruma ne kadar işlevsel ve dallanmışsa, pilinizin ömrü o kadar uzun olur.

BMS denetleyicileri nasıl çalışır?

BMS sistemlerinin amacını nasıl yerine getirdiğini görelim.

Yapısal olarak, tahta ayırt edilebilir:

• koruma çipi
• analog bağlama (akım / dengeleme pillerini belirlemek için)
• güç transistörleri (yük bağlantısının kesilmesi için)

Korumaların her birinin çalışmasını daha ayrıntılı olarak düşünün.

Akım koruması (kısa devre / aşırı akıma karşı)

Hattan ne kadar akım geçtiğini öğrenmek için birçok seçenek vardır. En yaygın olanı bir şönttür (düşük dirençli ve yüksek güçlü bir direnç üzerindeki voltaj düşüşünün ölçümü), ancak yüksek ölçüm doğruluğu gerektirir ve çok külfetlidir. Hall etkisi ölçüm yönteminin bu dezavantajları yoktur, ancak daha pahalıdır, bu nedenle bir hattaki kısa devreyi belirlemenin en yaygın yöntemi, kısa devre modunda neredeyse sıfıra düşen voltajı ölçmektir.

Modern kontrolörler, bunu çok kısa bir süre içinde yapmanıza izin verir ve bu süre zarfında ne bağlı cihaza ne de bataryaya herhangi bir zarar gelmez. Ancak akım koruması bir şönt üzerinde de işlev görebilir - sonuçta, BMS söz konusu olduğunda buna gerek yoktur hassas ölçüm, sadece voltaj düşüşünün belirli bir eşikten geçişi önemlidir. Olay meydana gelir gelmez kontrolör, transistörleri kullanarak yükü hemen kapatır.

Voltaj koruması (aşırı şarj veya aşırı deşarja karşı)

Voltaj ölçümü bir analogdan dijitale dönüştürücü kullanılarak kolayca yapılabildiğinden, bu korumanın üstesinden gelmek daha kolaydır. Ancak burada bile bazı özgüllükler var - kontrolör seri bağlı pillerin büyük bir grubunu koruyorsa, o zaman genellikle her bir hücrenin voltajını kişisel olarak ölçer, çünkü elemanlardaki en küçük farklılıklar nedeniyle, onlar sahipler. kapasitedeki en küçük farklılıklar, bu da eşit olmayan bir deşarj ve ayrı bir elemanı "sıfıra" düşürme yeteneği ile sonuçlanır.

Bazı sistemler, aşırı deşarj tetiği tetiklendikten sonra akünün belirli bir voltaja kadar yeniden şarj olmasını beklemeden yükü bağlamaz, yani elemanın en az kısa süre çalışması için birkaç dakika şarj edilmesi yeterli değildir. zaman - genellikle nominal gerilime kadar şarj etmek gerekir (pil tipine bağlı olarak 3,6 - 4,2 V).

Sıcaklık koruması

Nadiren bulunan modern cihazlar, ancak çoğu telefon pilinin üçüncü bir kontakla donatılması boşuna değildir - bu, termistörün çıkışıdır (direncinin ortam sıcaklığına açık bir şekilde bağlı olduğu bir direnç). Genellikle aşırı ısınma kendiliğinden oluşmaz ve diğer koruma türlerinin daha erken çalışması için zamanları vardır - örneğin, aşırı ısınmaya kısa devre neden olabilir.

Pil Şarj Algoritması

Lityum piller 2 aşamada şarj edilir: CC (sabit akım, doğru akım) ve CV (sabit voltaj, sabit voltaj). İlk aşamada, şarj cihazı voltajı kademeli olarak yükseltir, böylece şarj edilen hücre şarj olur. akımı ayarla(Genellikle önerilen değer 1 pil kapasitesidir). Voltaj 4V'a ulaştığında, şarj ikinci aşamaya geçer ve aküde 4,2V'luk bir voltaj sağlar.

Eleman pratik olarak akım almayı bıraktığında, şarj edilmiş sayılır. Pratikte, algoritma, geleneksel bir laboratuvar güç kaynağı kullanılarak da uygulanabilir, ancak neden, bu eylem dizisini gerçekleştirmek için önceden "keskinleştirilmiş" özel mikro devreler varsa, örneğin bunların en ünlüsü olan TP4056 neden 1A'e kadar şarj edebilir.

dengeleme nedir?

Son olarak, en çok ayrıldık ilginç özellik BMS - çok hücreli bir pilin öğelerini dengeleme işlevi.

Peki denge nedir? Sürecin kendisi, düzeneğin toplam voltajını artırmak için seri bağlı pil hücreleri üzerindeki voltajları eşitlemeyi içerir. Pil kapasitesindeki küçük farklılıklar nedeniyle, biraz farklı sürelerde şarj olurlar ve bir grup şarjın doruk noktasına ulaşmışken, diğerlerinin şarjı olmayabilir.

Böyle bir düzenek yüksek akımlarla boşaltıldığında, Ohm yasasına göre en yüklü elemanlar daha büyük bir akım alacaktır (eşit dirençle akım, formülün paydasındaki gerilime bağlı olacaktır), bu da hızlandırılmış aşınmalarına neden olabilir ve elemanı devre dışı bırakabilir. Bu sorunu önlemek için akü dengeleyiciler kullanılır - bankalardaki voltajı aynı seviyeye eşitleyen özel cihazlar.

LiFePO4 piller kompakt ve işlevseldir, hafiftir, dayanıklıdır ve her türlü uygulama için idealdir. Aşırı deşarj ve aşırı şarja karşı koruma sağlamak için, deşarj akımının uzun süre aşılmasına ilişkin uyarılar, kapasitesi kırk amperden fazla olan bir BMS panosu ile tamamlanır, dengeleyicilerle desteklenir. Cihazlar avantajları açısından "kardeşlerinin" çok ilerisindedir, hafıza etkisi yoktur, termal ve kimyasal olarak kararlıdır, toksik değildir ve kendi kendine tutuşmaya maruz kalmaz. Gelişmiş çalıştırmada bile minimum döngü sayısı en az 2000'dir (yüzde yüze kadar deşarj) ve dikkatli kullanımla yaklaşık 8000'dir (%80'den fazla deşarj yapmazsanız).

Bir LiFePO4 pilinin montajı, cihaz hücrelerinin seri paralel bağlantısından oluşur. Bu, elektrik yalıtım malzemeleri, konektörler, kablo, şarj cihazı, havya veya kontak kaynağı, LiFePO4 hücreleri gerektirir. Piller, kolaylık sağlamak için bir araya getirilir, hizalanır, yapıştırılır (önceden seçilmiş bir şemaya göre). Bundan sonra, her birinden teknolojik bir yama çıkarılır (bir lehim veya bıçak kullanılarak), atlama telleri, bir denge çubuğu ve bir güç kablosu bağlanır. Kısa devrelere karşı korumak için ısıyla daralan kullanın.

Simetrik BMS kartı ile bağlantı şeması

BMS kartı bağlantı şeması

LiFePO4: kurallara göre montaj

Aynı partiden hücrelerin kullanılmasının daha iyi olduğunu hatırlamak önemlidir, aksi takdirde iç dirençleri tarafından yönlendirilirsiniz. Yeni ürünler kapasite açısından test edilmemelidir.

Tasarım seri olarak oluşturulursa, hücreler arasındaki voltaj toplanır, kapasitans göstergesi değişmez. Bu durumda unsurları dengelemek zorunludur çünkü her birinin farklı bir şarj süresi olacaktır.

Paralel bağlantı, hücrelerin paralel olarak dengelenmesini gerektirmez, kapasitansın toplamını varsayar ve voltaj parametresi değişmez.

Bir LiFePO4 pili monte etme talimatları oldukça basittir, ancak işlem belirli güvenlik önlemleri gerektirir. Tüm elemanlar mekanik şoktan korunmalı, iş için gözlük kullanılmalıdır. Farklı kutuplara sahip terminalleri (hem pillerin kendisinde hem de elektrotlarda) kapatmak imkansızdır, yapının kurulumuna başlamadan önce bunların kalaylanması veya lehimlenmesi önerilir.

Bağlantı yapılır:

1. Punta kaynağı.
2. Lehimleme
3. Cıvatalı bağlantı.

İlk seçenek, kendinden montaj, etkilidir ve ustalık becerileri gerektirmez, ikincisi güçlü bir havya kullanılarak yapılmalı ve temaslara maruz kaldığında birkaç saniyeden fazla olmamalıdır ve üçüncüsü en fazla olanıdır. uygun yol cıvata bağlantısı olan hücrelerden bir LiFePO4 pilinin montajı.

Bir LiFePO4 pilinin montajı kolaydır.